JP6535072B2 - Method for producing biocompatibility polymer porous body, biocompatibility polymer porous body, biocompatibility polymer block and cell structure - Google Patents

Method for producing biocompatibility polymer porous body, biocompatibility polymer porous body, biocompatibility polymer block and cell structure Download PDF

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Description

本発明は、生体親和性高分子多孔質体の製造方法、生体親和性高分子多孔質体、生体親和性高分子ブロック並びに細胞構造体に関する。詳しくは、本発明は、高い細胞数及び高い血管数を示す細胞構造体を製造することが可能な生体親和性高分子多孔質体及びその製造方法、並びに前記生体親和性高分子多孔質体から得られる生体親和性高分子ブロック並びに細胞構造体に関する。   The present invention relates to a method for producing a biocompatible polymer porous body, a biocompatible polymer porous body, a biocompatible polymer block and a cell structure. Specifically, the present invention relates to a biocompatible polymer porous body capable of producing a cell structure exhibiting a high cell number and a high blood vessel number, a method for producing the same, and the biocompatibility polymer porous body The present invention relates to the obtained biocompatible polymer block and cell structure.

現在、機能障害や機能不全に陥った生体組織・臓器の再生を図る再生医療の実用化が進められている。再生医療は、生体が持っている自然治癒能力だけでは回復できなくなった生体組織を、細胞、足場及び成長因子の三因子を使って元の組織と同じような形態や機能を再び作り出す新たな医療技術である。近年では、細胞を使った治療が徐々に実現されつつある。例えば、自家細胞を用いた培養表皮、自家軟骨細胞を用いた軟骨治療、間葉系幹細胞を用いた骨再生治療、筋芽細胞を用いた心筋細胞シート治療、角膜上皮シートによる角膜再生治療、及び神経再生治療などが挙げられる。これら新たな治療は、従来の人工物による代替医療(例えば、人工骨補填剤やヒアルロン酸注射など)とは異なり、生体組織の修復と再生を図るものであり、高い治療効果を得られる。実際、自家細胞を用いた培養表皮や培養軟骨などの製品が市販されてきた。   At present, practical application of regenerative medicine for regenerating living tissues and organs that have suffered from dysfunction or malfunction is being promoted. Regenerative medicine is a new medical treatment that re-creates the same form and function as the original tissue by using the three factors of cells, scaffolds and growth factors to restore the living tissue that can not be recovered only by the natural healing ability of the living body. It is a technology. In recent years, treatments using cells are gradually being realized. For example, cultured epidermis using autologous cells, cartilage treatment using autologous chondrocytes, bone regeneration treatment using mesenchymal stem cells, cardiomyocyte sheet treatment using myoblasts, cornea regeneration treatment using a corneal epithelial sheet, The nerve regeneration treatment etc. are mentioned. These new treatments are intended to repair and regenerate living tissue, unlike conventional medicine-based alternative medicine (for example, artificial bone substitutes and hyaluronic acid injection), and provide high therapeutic effects. In fact, products such as cultured epidermis and cultured cartilage using autologous cells have been marketed.

例えば、細胞シートを用いた心筋の再生においては、厚みのある組織を再生するには、細胞シートの多層構造体が必要であると考えられる。
さらに、特許文献1および特許文献2には、生体親和性を有する高分子ブロックと細胞とをモザイク状に3次元配置することによって製造される細胞3次元構造体が記載されている。この細胞3次元構造体においては、外部から細胞3次元構造体の内部への栄養送達が可能であり、十分な厚みを有するとともに、構造体中で細胞が均一に存在している。また、特許文献1の実施例においては、リコンビナントゼラチンや天然ゼラチン素材からなる高分子ブロックを用いて高い細胞生存活性が実証されており、特許文献2には、細胞3次元構造体を移植後に移植部位に、血管を形成し得ることが開示されている。
For example, in regeneration of cardiac muscle using a cell sheet, it is considered that a multilayer structure of the cell sheet is necessary to regenerate thick tissue.
Further, Patent Document 1 and Patent Document 2 describe a cell three-dimensional structure produced by three-dimensionally arranging bio-affinitive polymer blocks and cells in a mosaic manner. In this cell three-dimensional structure, nutrient delivery from the outside into the interior of the cell three-dimensional structure is possible, and it has a sufficient thickness and cells are uniformly present in the structure. Moreover, in the example of Patent Document 1, high cell survival activity is demonstrated using a polymer block made of recombinant gelatin and a natural gelatin material, and Patent Document 2 discloses transplantation of a cell three-dimensional structure after transplantation. It is disclosed that blood vessels can be formed at the site.

国際公開WO2011/108517号公報International Publication WO2011 / 108517 米国特許出願公開第2013/071441号明細書US Patent Application Publication No. 2013/071441

特許文献1および2に開示されている細胞3次元構造体は、高い細胞生存活性および血管形成能を示しているが、より高い細胞生存活性および血管形成能を示す、生体親和性高分子ブロックおよび細胞構造体が望まれている。   The three-dimensional structures of cells disclosed in Patent Documents 1 and 2 show high cell survival activity and angiogenic ability, but exhibit higher cell survival activity and angiogenic ability, bioaffinity polymer block and Cell constructs are desired.

そこで、本発明は、高い細胞数及び高い血管数を示す細胞構造体を提供することを可能とする生体親和性高分子多孔質体及びその製造方法を提供することを解決すべき課題とした。更に本発明は、前記生体親和性高分子多孔質体から得られる生体親和性高分子ブロック並びに細胞構造体を提供することを課題とした。   Then, this invention made it the issue which should be solved to provide the biocompatible polymer porous body which makes it possible to provide the cell structure which shows a high cell number and a high blood vessel number, and its manufacturing method. Another object of the present invention is to provide a biocompatible polymer block and a cell structure obtained from the above-mentioned biocompatible polymer porous body.

本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討した結果、(a)溶液内で最も液温の高い部分の温度と溶液内で最も液温の低い部分の温度との差が2.5℃以下であり、かつ、溶液内で最も液温の高い部分の温度が溶媒の融点以下で、生体親和性高分子の溶液を、未凍結状態に冷却する工程、(b)工程(a)で得られた生体親和性高分子の溶液を凍結する工程、および(c)工程(b)で得られた凍結した生体親和性高分子を凍結乾燥する工程によって製造した生体親和性高分子多孔質体においては、多孔質のポアの大きさのばらつきが小さいこと、即ち、多孔質体の構造的均一性が高いことを見出した。更に、本発明者らはこのようにして得た生体親和性高分子多孔質体を用いて製造した細胞構造体が、高い細胞数及び高い血管数を示すことを見出した。本発明はこれらの知見に基づいて完成したものである。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the inventors of the present invention have found that (a) the difference between the temperature of the highest solution temperature in the solution and the temperature of the lowest solution temperature in the solution is 2.5. And (b) cooling the solution of the biocompatible polymer to an unfrozen state at a temperature not higher than ° C. and the temperature of the portion with the highest liquid temperature in the solution not higher than the melting point of the solvent; A biocompatible polymer porous body produced by the steps of freezing a solution of the obtained biocompatible polymer, and lyophilizing the frozen biocompatible polymer obtained in the step (c) (b) In the above, it was found that the variation in the size of the porous pore is small, that is, the structural uniformity of the porous body is high. Furthermore, the present inventors have found that a cell structure produced using the thus obtained biocompatible high molecular weight porous body exhibits high cell number and high blood vessel number. The present invention has been completed based on these findings.

即ち、本発明によれば、
(a)溶液内で最も液温の高い部分の温度と溶液内で最も液温の低い部分の温度との差が2.5℃以下であり、かつ、溶液内で最も液温の高い部分の温度が溶媒の融点以下で、生体親和性高分子の溶液を、未凍結状態に冷却する工程、
(b)工程(a)で得られた生体親和性高分子の溶液を凍結する工程、および
(c)工程(b)で得られた凍結した生体親和性高分子を凍結乾燥する工程
を含む、生体親和性高分子多孔質体の製造方法が提供される。
That is, according to the present invention,
(A) The difference between the temperature of the highest liquid temperature portion in the solution and the temperature of the lowest liquid temperature portion in the solution is 2.5 ° C. or less, and the highest temperature liquid portion in the solution Cooling the solution of the biocompatible polymer at a temperature not higher than the melting point of the solvent to an unfrozen state,
(B) freezing the solution of the biocompatible polymer obtained in the step (a), and (c) lyophilizing the frozen biocompatible polymer obtained in the step (b) A method of producing a biocompatible polymeric porous material is provided.

好ましくは、工程(a)において、凝固熱発生直前の、溶液内で最も液温の高い部分の温度と溶液内で最も液温の低い部分の温度との差が2.5℃以下である。
好ましくは、工程(a)において、溶液内で最も液温の低い部分の温度が、溶媒融点−5℃以下である。
Preferably, in the step (a), the difference between the temperature of the portion with the highest liquid temperature in the solution and the temperature of the portion with the lowest liquid temperature in the solution immediately before the heat of solidification is 2.5 ° C. or less.
Preferably, in the step (a), the temperature of the lowest temperature part in the solution is a solvent melting point of −5 ° C. or less.

本発明によればさらに、本発明の生体親和性高分子多孔質体の製造方法により製造される生体親和性高分子多孔質体が提供される。   According to the present invention, there is further provided a biocompatible polymer porous body produced by the method for producing a biocompatible polymer porous body of the present invention.

本発明によればさらに、生体親和性高分子多孔質体の断面構造の画像の1.5mm平方視野に対して2次元フーリエ変換を施すことにより得られる2次元フーリエ変換画像に対して、2次元フーリエ変換画像のy軸下端から、画像ピクセルサイズの10分の1ピクセル幅について、x軸座標辺りの輝度値を平均してy軸にプロットしたラインプロファイルを作成した場合に、ラインプロファイル上のxの最大値の半分のところに、ピークが存在しない、生体親和性高分子多孔質体が提供される。この生体親和性高分子多孔質体は、好ましくは、本発明の生体親和性高分子多孔質体の製造方法により製造されるものである。
好ましくは、ラインプロファイルのベースのバラつき値をσとした場合、ラインプロファイル上のxの最大値の半分のところに、2.0σ以上のピークが検出されない場合を、ピークが存在しないとする。
Further, according to the present invention, the two-dimensional Fourier transform image obtained by applying the two-dimensional Fourier transform to the 1.5 mm square field of view of the cross-sectional structure image of the biocompatible polymer porous body When a line profile is created in which the luminance values around the x-axis coordinate are averaged for the 1/10 pixel width of the image pixel size from the lower end of the y-axis of the Fourier transform image to create a line profile plotted on the y axis A half of the maximum value of is provided with a biocompatible polymer porous body in which no peak is present. The biocompatible polymer porous body is preferably produced by the method for producing a biocompatible polymer porous body of the present invention.
Preferably, assuming that the variance of the base of the line profile is σ, it is assumed that no peak is detected when a peak of 2.0 σ or more is not detected at half of the maximum value of x on the line profile.

好ましくは、生体親和性高分子は、ゼラチン、コラーゲン、エラスチン、フィブロネクチン、プロネクチン、ラミニン、テネイシン、フィブリン、フィブロイン、エンタクチン、トロンボスポンジン、レトロネクチン、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、乳酸・グリコール酸コポリマー、ヒアルロン酸、グリコサミノグリカン、プロテオグリカン、コンドロイチン、セルロース、アガロース、カルボキシメチルセルロース、キチン、又はキトサンである。   Preferably, the biocompatible polymer is gelatin, collagen, elastin, fibronectin, pronectin, laminin, tenascin, fibrin, fibroin, entactin, thrombospondin, retronectin, polylactic acid, polyglycolic acid, lactic acid / glycolic acid copolymer, hyaluronic acid It is an acid, glycosaminoglycan, proteoglycan, chondroitin, cellulose, agarose, carboxymethylcellulose, chitin or chitosan.

好ましくは、生体親和性高分子は、リコンビナントゼラチンである。
好ましくは、リコンビナントゼラチンは、
式:A−[(Gly−X−Y)n]m−B
(式中、Aは任意のアミノ酸又はアミノ酸配列を示し、Bは任意のアミノ酸又はアミノ酸配列を示し、n個のXはそれぞれ独立にアミノ酸の何れかを示し、n個のYはそれぞれ独立にアミノ酸の何れかを示し、nは3〜100の整数を示し、mは2〜10の整数を示す。なお、n個のGly-X-Yはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。)で示される。
Preferably, the biocompatible polymer is a recombinant gelatin.
Preferably, the recombinant gelatin is
Formula: A-[(Gly-X-Y) n] m-B
(Wherein, A represents any amino acid or amino acid sequence, B represents any amino acid or amino acid sequence, n Xs each independently represent any one of amino acids, n Ys each independently represent an amino acid) N represents an integer of 3 to 100 and m represents an integer of 2 to 10. The n Gly-XY may be the same or different.

好ましくは、リコンビナントゼラチンは、
(a)配列番号1に記載のアミノ酸配列を有するタンパク質;
(b)配列番号1に記載のアミノ酸配列において1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列を有し、かつ生体親和性を有するタンパク質;又は
(c)配列番号1に記載のアミノ酸配列と80%以上の相同性を有するアミノ酸配列を有し、かつ生体親和性を有するタンパク質;
の何れかである。
Preferably, the recombinant gelatin is
(A) a protein having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1;
(B) a protein having an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 and having biocompatibility; or (c) described in SEQ ID NO: 1 A protein having an amino acid sequence having 80% or more homology with the amino acid sequence of
It is either.

好ましくは、リコンビナントゼラチンは、配列番号1に記載のアミノ酸配列と90%以上の相同性を有するアミノ酸配列を有し、かつ生体親和性を有するタンパク質である。
好ましくは、リコンビナントゼラチンは、配列番号1に記載のアミノ酸配列と95%以上の相同性を有するアミノ酸配列を有し、かつ生体親和性を有するタンパク質である。
Preferably, the recombinant gelatin is a protein having an amino acid sequence having 90% or more homology with the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 and having biocompatibility.
Preferably, the recombinant gelatin is a protein having an amino acid sequence having 95% or more homology with the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1, and having biocompatibility.

好ましくは、多孔質体中の生体親和性高分子は熱、紫外線または酵素により架橋されている。   Preferably, the biocompatible polymer in the porous body is crosslinked by heat, ultraviolet light or enzyme.

本発明によればさらに、本発明の生体親和性高分子多孔質体を粉砕することにより得られる生体親和性高分子ブロックが提供される。   According to the present invention, there is further provided a biocompatible polymer block obtained by grinding the biocompatible polymer porous body of the present invention.

本発明によればさらに、本発明の生体親和性高分子ブロックと、少なくとも一種類の細胞とを含み、複数個の細胞間の隙間に複数個の生体親和性高分子ブロックが配置されている、細胞構造体が提供される。   According to the present invention, the biocompatibility polymer block of the present invention and at least one type of cell are further included, and a plurality of biocompatibility polymer blocks are disposed in the gaps between the plurality of cells. Cell structures are provided.

好ましくは、生体親和性高分子ブロック一つの大きさが20μm以上200μm以下である。
好ましくは、生体親和性高分子ブロック一つの大きさが50μm以上120μm以下である。
Preferably, the size of one biocompatible polymer block is 20 μm or more and 200 μm or less.
Preferably, the size of one biocompatible polymer block is 50 μm or more and 120 μm or less.

好ましくは、本発明の細胞構造体の厚さ又は直径が400μm以上3cm以下である。
好ましくは、本発明の細胞構造体は、細胞1個当り0.0000001μg以上1μg以下の生体親和性高分子ブロックを含む。
Preferably, the thickness or diameter of the cell structure of the present invention is 400 μm or more and 3 cm or less.
Preferably, the cell structure of the present invention contains 0.0000001 μg or more and 1 μg or less of a biocompatible polymer block per cell.

好ましくは、本発明の細胞構造体は、血管新生因子を含む。
好ましくは、細胞は、万能細胞、体性幹細胞、前駆細胞および成熟細胞からなる群から選択される細胞である。
好ましくは、細胞は、非血管系の細胞のみである。
好ましくは、細胞は、非血管系の細胞および血管系の細胞の両方を含む。
Preferably, the cell structure of the present invention comprises an angiogenic factor.
Preferably, the cells are cells selected from the group consisting of pluripotent cells, somatic stem cells, progenitor cells and mature cells.
Preferably, the cells are only non-vascular cells.
Preferably, the cells include both non-vascular cells and vasculature cells.

好ましくは、細胞構造体において、中心部の血管系の細胞の面積が、周辺部の血管系の細胞の面積より多い領域を有する。
好ましくは、中心部の血管系の細胞の割合が、血管系の細胞の全面積に対し、60%〜100%である領域を有する。
Preferably, in the cell structure, the area of central vasculature cells is larger than the area of peripheral vasculature cells.
Preferably, it has a region in which the percentage of cells in the central vasculature is 60% to 100% of the total area of cells in the vasculature.

好ましくは、細胞構造体の、中心部の血管系の細胞密度が、1.0×10−4cells/μm以上である領域を有する。
好ましくは、細胞構造体の内部において血管形成されている。
Preferably, the cell structure has a region in which the cell density of the central vasculature is 1.0 × 10 −4 cells / μm 3 or more.
Preferably, the blood vessel is formed inside the cell structure.

本発明による生体親和性高分子多孔質体の製造方法により製造される生体親和性高分子多孔質体を用いることによって製造した細胞構造体は、細胞構造体中において高い細胞数及び高い血管数を示すことができる。本発明により提供される細胞構造体によれば、より効果的な細胞移植治療を行うことができる。   The cell structure produced by using the biocompatible polymer porous body produced by the method for producing a biocompatible polymer porous body according to the present invention has high cell number and high blood vessel number in the cell structure. Can be shown. According to the cell structure provided by the present invention, more effective cell transplantation therapy can be performed.

図1は、「ア」に記載した実験の液温プロファイルを示す。FIG. 1 shows the liquid temperature profile of the experiment described in “A”. 図2は、「イ」に記載した実験の液温プロファイルを示す。FIG. 2 shows the liquid temperature profile of the experiment described in “A”. 図2は、「ウ」に記載した実験の液温プロファイルを示す。FIG. 2 shows the liquid temperature profile of the experiment described in “U”. 図4は、「エ」に記載した実験の液温プロファイルを示す。FIG. 4 shows the liquid temperature profile of the experiment described in “D”. 図5は、「オ」に記載した実験の液温プロファイルを示す。FIG. 5 shows the liquid temperature profile of the experiment described in "O". 図6は、「カ」に記載した実験の液温プロファイルを示す。FIG. 6 shows the liquid temperature profile of the experiment described in “K”. 図7は、「アア」に記載した実験の液温プロファイルを示す。FIG. 7 shows the liquid temperature profile of the experiment described in "A-a". 図8は、「イイ」に記載した実験の液温プロファイルを示す。FIG. 8 shows the liquid temperature profile of the experiment described in “Good”. 図9は、「ア」及び「イ」で得られたCBE3多孔質体の均一性評価(2次元フーリエ変換と軸方向パワースペクトル)を示す。FIG. 9 shows the uniformity evaluation (two-dimensional Fourier transform and axial power spectrum) of the CBE3 porous body obtained in “A” and “A”. 図10は、「ウ」及び「エ」で得られたCBE3多孔質体の均一性評価(2次元フーリエ変換と軸方向パワースペクトル)を示す。FIG. 10 shows the uniformity evaluation (two-dimensional Fourier transform and axial power spectrum) of the CBE3 porous body obtained in “C” and “D”. 図11は、「オ」及び「カ」で得られたCBE3多孔質体の均一性評価(2次元フーリエ変換と軸方向パワースペクトル)を示す。FIG. 11 shows the uniformity evaluation (two-dimensional Fourier transform and axial power spectrum) of the CBE3 porous body obtained by “O” and “K”. 図12は、「アア」及び「イイ」で得られたCBE3多孔質体の均一性評価(2次元フーリエ変換と軸方向パワースペクトル)を示す。FIG. 12 shows the uniformity evaluation (two-dimensional Fourier transform and axial power spectrum) of the CBE3 porous body obtained by "A" and "B". 図13は、差温大ブロックAおよびBを用いたhMSCモザイク細胞塊における細胞数と血管の評価を示す。FIG. 13 shows the evaluation of cell number and blood vessels in hMSC mosaic cell mass using differentially large blocks A and B. 図14は、差温大ブロックCを用いたhMSCモザイク細胞塊における細胞数と血管の評価を示す。FIG. 14 shows the evaluation of cell number and blood vessels in hMSC mosaic cell mass using the large temperature differential block C. 図15は、差温小ブロックEおよびFを用いたhMSCモザイク細胞塊における細胞数と血管の評価を示す。FIG. 15 shows the evaluation of cell number and blood vessels in hMSC mosaic cell mass using small temperature blocks E and F. 図16は、差温大ブロックAおよびBを用いたhMSC+hECFCモザイク細胞塊における細胞数と血管の評価を示す。FIG. 16 shows the evaluation of cell number and blood vessels in hMSC + hECFC mosaic cell mass using differentially large blocks A and B. 図17は、差温小ブロックEおよびFを用いたhMSC+hECFCモザイク細胞塊における細胞数と血管の評価を示す。FIG. 17 shows the evaluation of cell number and blood vessels in hMSC + hECFC mosaic cell mass using small temperature blocks E and F.

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
(1)生体親和性高分子多孔質体の製造方法
本発明の生体親和性高分子多孔質体の製造方法は、
(a)溶液内で最も液温の高い部分の温度と溶液内で最も液温の低い部分の温度との差が2.5℃以下であり、かつ、溶液内で最も液温の高い部分の温度が溶媒の融点以下で、生体親和性高分子の溶液を、未凍結状態に冷却する工程、
(b)工程(a)で得られた生体親和性高分子の溶液を凍結する工程、および
(c)工程(b)で得られた凍結した生体親和性高分子を凍結乾燥する工程
を含む。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
(1) Method of Producing Biocompatible Polymeric Porous Body The method of producing the biocompatible polymeric porous body of the present invention is
(A) The difference between the temperature of the highest liquid temperature portion in the solution and the temperature of the lowest liquid temperature portion in the solution is 2.5 ° C. or less, and the highest temperature liquid portion in the solution Cooling the solution of the biocompatible polymer at a temperature not higher than the melting point of the solvent to an unfrozen state,
(B) freezing the solution of the biocompatible polymer obtained in the step (a), and (c) lyophilizing the frozen biocompatible polymer obtained in the step (b).

本発明の方法においては、生体親和性高分子の溶液を未凍結状態に冷却する際に、最も液温の高い部分の温度と溶液内で最も液温の低い部分の温度との差が2.5℃以下(好ましくは2.3℃以下、より好ましくは2.1℃以下)、つまり温度の差を小さくすることによって、得られる多孔質のポアの大きさのばらつきが少なくなる。なお最も液温の高い部分の温度と溶液内で最も液温の低い部分の温度との差の下限は特に限定されず、0℃以上であればよく、例えば0.1℃以上、0.5℃以上、0.8℃以上、又は0.9℃以上でもよい。これにより、本発明の方法で製造された多孔質体を用いて製造した生体親和性高分子ブロックを用いた細胞構造体は、高い細胞数及び高い血管数を示すという効果が達成される。
工程(a)の冷却は、例えば、水よりも熱伝導率の低い素材(好ましくは、テフロン(登録商標))を介して冷却することが好ましく、溶液内で最も液温の高い部分は、冷却側から最も遠い部分と擬制することができ、溶液内で最も液温の低い部分は、冷却面の液温と擬制することができる。
In the method of the present invention, when the solution of the biocompatible polymer is cooled to the unfrozen state, the difference between the temperature of the highest temperature portion and the temperature of the lowest temperature portion in the solution is 2. By reducing the temperature difference to 5 ° C. or less (preferably 2.3 ° C. or less, more preferably 2.1 ° C. or less), the variation in the size of the obtained porous pores is reduced. The lower limit of the difference between the temperature of the highest liquid temperature portion and the temperature of the lowest liquid temperature portion in the solution is not particularly limited and may be 0 ° C. or more, for example, 0.1 ° C. or more, 0.5 It may be 0 ° C. or more, 0.8 ° C. or more, or 0.9 ° C. or more. Thereby, the cell structure using the biocompatible polymer block produced by using the porous body produced by the method of the present invention achieves the effect of showing high cell number and high blood vessel number.
The cooling in the step (a) is preferably performed, for example, through a material having a thermal conductivity lower than that of water (preferably, Teflon (registered trademark)), and the highest temperature portion in the solution is cooled. The portion farthest from the side can be simulated, and the portion with the lowest liquid temperature in the solution can be simulated with the liquid temperature of the cooling surface.

好ましくは、工程(a)において、凝固熱発生直前の、溶液内で最も液温の高い部分の温度と溶液内で最も液温の低い部分の温度との差が2.5℃以下であり、より好ましくは2.3℃以下であり、さらに好ましくは2.1℃以下である。ここで「凝固熱発生直前の温度差」とは、凝固熱発生時の1秒前〜10秒前の間で最も温度差が大きくなるときの温度差を意味する。
好ましくは、工程(a)において、溶液内で最も液温の低い部分の温度は、溶媒融点−5℃以下であり、より好ましくは溶媒融点−5℃以下かつ溶媒融点−20℃以上であり、更に好ましくは溶媒融点−6℃以下かつ溶媒融点−16℃以上である。なお、溶媒融点の溶媒とは、生体親和性高分子の溶液の溶媒である。
Preferably, in step (a), the difference between the temperature of the portion with the highest liquid temperature in the solution and the temperature of the portion with the lowest liquid temperature in the solution immediately before the heat of solidification is 2.5 ° C. or less The temperature is more preferably 2.3 ° C. or less, still more preferably 2.1 ° C. or less. Here, "the temperature difference immediately before the heat of solidification" means a temperature difference when the temperature difference becomes the largest between 1 second and 10 seconds before the heat of solidification.
Preferably, in the step (a), the temperature of the portion with the lowest liquid temperature in the solution is a solvent melting point of -5 ° C or less, more preferably a solvent melting point of -5 ° C or less and a solvent melting point of -20 ° C or more More preferably, the solvent melting point is -6 ° C or less and the solvent melting point -16 ° C or more. In addition, the solvent of a solvent melting point is a solvent of the solution of a biocompatible polymer.

工程(b)においては、工程(a)で得られた生体親和性高分子の溶液を凍結する。工程(b)にて凍結されるための冷却温度は、特に制限されるものではなく、冷却する機器にもよるが、好ましくは、溶液内で最も液温の低い部分の温度より、3℃から30℃低い温度であり、より好ましくは、5℃から25℃低い温度であり、更に好ましくは、10℃から20℃低い温度である。   In step (b), the solution of the biocompatible polymer obtained in step (a) is frozen. The cooling temperature to be frozen in step (b) is not particularly limited, but it depends on the equipment to be cooled, but preferably from 3 ° C. to the temperature of the lowest temperature part in the solution. The temperature is 30 ° C. lower, more preferably 5 ° C. to 25 ° C. lower, still more preferably 10 ° C. to 20 ° C. lower.

工程(c)においては、工程(b)で得られた凍結した生体親和性高分子を凍結乾燥する。凍結乾燥は、常法により行うことができ、例えば、溶媒の融点より低い温度で真空乾燥を行い、さらに室温(20℃)で真空乾燥を行うことにより凍結乾燥を行うことができる。   In step (c), the frozen biocompatible polymer obtained in step (b) is lyophilized. The lyophilization can be performed by a conventional method, for example, lyophilization can be performed by performing vacuum drying at a temperature lower than the melting point of the solvent and further performing vacuum drying at room temperature (20 ° C.).

(2)生体親和性高分子多孔質体
本発明によれば、上記した生体親和性高分子多孔質体の製造方法により製造される生体親和性高分子多孔質体が提供される。
さらに本発明によれば、生体親和性高分子多孔質体の断面構造の画像の1.5mm平方視野に対して2次元フーリエ変換を施すことにより得られる2次元フーリエ変換画像を対して、2次元フーリエ変換画像のy軸下端から、画像ピクセルサイズの10分の1ピクセル幅について、x軸座標辺りの輝度値を平均してy軸にプロットしたラインプロファイルを作成した場合に、ラインプロファイルのxが最大値の半分のところにピークが存在しない、生体親和性高分子多孔質体が提供される。
(2) Biocompatible Polymer Porous Body According to the present invention, a biocompatible polymer porous body produced by the above-described method for producing a biocompatible polymer porous body is provided.
Furthermore, according to the present invention, a two-dimensional Fourier transform image obtained by applying a two-dimensional Fourier transform to a 1.5 mm square field of view of the cross-sectional structure of the biocompatible polymer porous body is compared with the two-dimensional When a line profile is created in which the luminance values around the x-axis coordinate are averaged for the 1/10 pixel width of the image pixel size from the bottom of the y-axis of the Fourier transform image and x is the line profile A biocompatible polymeric porous body is provided in which there is no peak at half of the maximum value.

ここで、「ラインプロファイルのxが最大値の半分のところにピークが存在しない」とは、好ましくは、ラインプロファイルのベースのバラつき値をσとした場合、ラインプロファイルのxが最大値の半分のところに、2.0σ以上のピークが検出されない場合を意味する。   Here, "a peak does not exist when x of the line profile is half of the maximum value" preferably means that x of the line profile is half of the maximum value, where σ is the variance value of the base of the line profile. By the way, it means that the peak of 2.0σ or more is not detected.

生体親和性高分子多孔質体の断面構造の画像の取得方法は特に限定されないが、例えば、凍結切片を作製し、HE(ヘマトキシリン・エオシン))染色標本を作製することで取得することができる。得られた標本画像中の1.5mm四方視野に対して2次元フーリエ変換を施すことによって2次元フーリエ変換画像を取得する。2次元フーリエ変換は、例えば、画像解析ソフトImageJを用いて行うことができる。   The method for obtaining the image of the cross-sectional structure of the biocompatible polymer porous body is not particularly limited. For example, it can be obtained by preparing a frozen section and preparing an HE (Hematoxylin Eosin))-stained specimen. A two-dimensional Fourier transform image is obtained by performing two-dimensional Fourier transform on a 1.5 mm square field of view in the obtained sample image. The two-dimensional Fourier transform can be performed, for example, using image analysis software ImageJ.

得られた2次元フーリエ変換画像において、生体親和性高分子多孔質体に不均一な方向性が確認される場合は、特に軸方向に強いパワースペクトルが観測される。軸方向のパワースペクトルの有無については、2次元フーリエ変換画像のy軸下端についてラインプロファイルをとることで規定することができる。具体的には、y軸下端から、画像ピクセルサイズの10分の1ピクセル幅について、x軸座標辺りの輝度値を平均してy軸にプロットすることによってラインプロファイルを作成する。ラインプロファイルの作成は、例えば、ソフトウェア「Gwyddion2.31」を用いて行うことができる。上記の通り、輝度値を画像横方向に画像の端から端まで取得し、数値化(ラインスペクトル)することによって、パワースペクトルの有無を規定することができる。なお、ラインプロファイルのx座標とは、2次元フーリエ変換画像における左端をゼロとし、右に1ピクセル進んだ位置を0.000001とした。つまり、2次元フーリエ変換画像で左端から512ピクセル進んだ位置は、ファインプロファイル上でのx座標が0.000512となる。   In the obtained two-dimensional Fourier transform image, in the case where non-uniform directionality is confirmed in the biocompatible polymer porous body, a strong power spectrum is observed particularly in the axial direction. The presence or absence of the power spectrum in the axial direction can be defined by taking a line profile at the lower end of the y-axis of the two-dimensional Fourier transform image. Specifically, a line profile is created by averaging the luminance values around the x-axis coordinate and plotting on the y-axis from the lower end of the y-axis for a width of 1/10 of the image pixel size. The creation of the line profile can be performed, for example, using software “Gwyddion 2.31”. As described above, it is possible to define the presence or absence of a power spectrum by acquiring luminance values in the lateral direction of an image from end to end of the image and digitizing (line spectrum). The x-coordinate of the line profile is assumed that the left end of the two-dimensional Fourier transform image is zero, and the position advanced by one pixel to the right is 0.000001. That is, in the two-dimensional Fourier transform image, the position advanced 512 pixels from the left end has an x-coordinate of 0.000512 on the fine profile.

パワースペクトルの有無の判断基準は特に限定されないが、一例としては、得られたラインプロファイルのベースのバラつき値をσとした際、中心部分(ラインプロファイルのxが最大値の半分のところ)に2.0σ以上のピークが検出されない場合、軸方向にパワースペクトルが存在しないと判断し、中心部分(ラインプロファイルのxが最大値の半分のところ)に2.0σ以上のピークが検出される場合、軸方向にパワースペクトルが存在すると判断することができる。   The criterion for determining the presence or absence of the power spectrum is not particularly limited, but one example is 2 in the central portion (where x of the line profile is half of the maximum value), where σ is the variance value of the base of the obtained line profile. If no power spectrum is detected in the axial direction, and a peak of 2.0 σ or more is detected in the central portion (where x of the line profile is half the maximum value), It can be determined that there is a power spectrum in the axial direction.

本発明における「多孔質体」としては好ましくは、1mm角の材料として用意した場合に、本体内部に複数の「10μm以上500μm以下の空孔」を有する材料で、かつその本体中で空孔の占める体積が50%以上の材料を使用することができるが、特に限定されるものではない。これらの材料において、前述した内部の空孔は、互いに連通していてもよく、一部もしくは全部の空孔が材料表面に開口していてもよい。   The “porous body” in the present invention is preferably a material having a plurality of “10 μm or more and 500 μm or less pores” in the inside of the main body when prepared as a 1 mm square material, and in the main body Although a material occupying 50% or more can be used, it is not particularly limited. In these materials, the internal pores described above may be in communication with each other, or some or all of the pores may be open on the surface of the material.

多孔質体の有する空孔の平均空孔サイズは、当該多孔質体の断面構造観察から得られる。まず、多孔質体の断面構造を薄切標本(例えばHE染色標本)として用意する。その後、高分子で形成されている壁の内、明瞭な突起部については、最接突起部と繋ぎ、空孔を明瞭化させる。そうして得られた区切られた個々の空孔面積を計測し、その後、当該面積を円換算した場合の円直径を算出する。得られた円直径を空孔サイズとし、20個以上の平均値を平均空孔サイズとすることができる。   The average pore size of the pores of the porous body can be obtained from observation of the cross-sectional structure of the porous body. First, the cross-sectional structure of the porous body is prepared as a sliced sample (for example, an HE-stained sample). Thereafter, among the walls formed of the polymer, the clear protrusion is connected to the closest protrusion and the holes are made clear. The divided individual void area thus obtained is measured, and then, the circle diameter when the area is converted to a circle is calculated. The obtained circle diameter can be used as the pore size, and an average value of 20 or more can be used as the average pore size.

本発明の生体親和性高分子多孔質体は、以下に説明する通り生体親和性高分子ブロック(粉砕されたもの)として使用できるが、粉砕せずに多孔質体として用いた場合でも細胞を均一に保持できる。従って、本発明の生体親和性高分子多孔質体は、培養担体、細胞移植担体としても有用である。   The biocompatible polymer porous body of the present invention can be used as a biocompatible polymer block (pulverized) as described below, but even when it is used as a porous body without being crushed, the cells are homogeneous. Can be Therefore, the biocompatible polymer porous body of the present invention is also useful as a culture carrier and a cell transplantation carrier.

(3)生体親和性高分子
本発明で用いる生体親和性高分子は、生体に親和性を有するものであれば、生体内で分解されるか否かは特に限定されないが、生分解性材料で構成されることが好ましい。非生分解性材料として具体的には、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリエステル、塩化ビニル、ポリカーボネート、アクリル、ステンレス、チタン、シリコーン、および、MPC(2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン)の群から選択される少なくとも1つの材料である。生分解性材料としては、具体的にはポリペプチド(例えば、以下に説明するゼラチン等)、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、乳酸・グリコール酸コポリマー(PLGA)、ヒアルロン酸、グリコサミノグリカン、プロテオグリカン、コンドロイチン、セルロース、アガロース、カルボキシメチルセルロース、キチン、および、キトサンの群から選択される少なくとも1つの材料である。上記の中でも、ポリペプチドが特に好ましい。尚、これら高分子材料には細胞接着性を高める工夫がなされていてもよく、具体的な方法としては1.「基材表面に対する細胞接着基質(フィブロネクチン、ビトロネクチン、ラミニン)や細胞接着配列(アミノ酸一文字表記で現わされる、RGD配列、LDV配列、REDV配列、YIGSR配列、PDSGR配列、RYVVLPR配列、LGTIPG配列、RNIAEIIKDI配列、IKVAV配列、LRE配列、DGEA配列、及びHAV配列)ペプチドによるコーティング」、2.「基材表面のアミノ化、カチオン化」、3.「基材表面のプラズマ処理、コロナ放電による親水性処理」といった方法が利用され得る。
(3) Biocompatibility Polymer The biocompatibility polymer used in the present invention is not particularly limited as to whether it is degraded in the living body as long as it has an affinity to the living body, but it is a biodegradable material It is preferred to be configured. Specific examples of non-biodegradable materials include polytetrafluoroethylene (PTFE), polyurethane, polypropylene, polyester, vinyl chloride, polycarbonate, acrylic, stainless steel, titanium, silicone, and MPC (2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine). At least one material selected from the group. Specific examples of biodegradable materials include polypeptides (for example, gelatin and the like described below), polylactic acid, polyglycolic acid, lactic acid / glycolic acid copolymer (PLGA), hyaluronic acid, glycosaminoglycan, proteoglycan, It is at least one material selected from the group of chondroitin, cellulose, agarose, carboxymethylcellulose, chitin and chitosan. Among the above, polypeptides are particularly preferred. These polymeric materials may be designed to improve cell adhesion, and specific methods include: “A cell adhesion substrate (fibronectin, vitronectin, laminin) to a substrate surface or a cell adhesion sequence (an amino acid one-letter code, RGD sequence, LDV sequence, REDV sequence, YIGSR sequence, PDSGR sequence, RYVVLPR sequence, LGTIPG sequence, RNIAEIIK DI sequence, IKVAV sequence, LRE sequence, DGEA sequence, and HAV sequence) coating with peptide ", "Amination of substrate surface, cationization", 3. Methods such as “plasma treatment of the substrate surface, hydrophilic treatment by corona discharge” may be used.

ポリペプチドの種類は生体親和性を有するものであれば特に限定されないが、例えば、ゼラチン、コラーゲン、エラスチン、フィブロネクチン、プロネクチン、ラミニン、テネイシン、フィブリン、フィブロイン、エンタクチン、トロンボスポンジン、レトロネクチンが好ましく、最も好ましくはゼラチン、コラーゲン、アテロコラーゲンである。本発明で用いるためのゼラチンとしては、天然ゼラチン、又はリコンビナントゼラチンが好ましい。さらに好ましくは、リコンビナントゼラチンである。ここでいう天然ゼラチンとは天然由来のコラーゲンより作られたゼラチンを意味する。リコンビナントゼラチンについては、本明細書中後記する。   The type of polypeptide is not particularly limited as long as it has biocompatibility, but for example, gelatin, collagen, elastin, fibronectin, ponectin, laminin, tenascin, fibrin, fibroin, entactin, thrombospondin, retronectin are preferable, Preferred are gelatin, collagen and atelocollagen. As gelatin for use in the present invention, natural gelatin or recombinant gelatin is preferable. More preferably, it is a recombinant gelatin. As used herein, natural gelatin means gelatin made from collagen of natural origin. The recombinant gelatin is described later in the specification.

本発明で用いる生体親和性高分子の親水性値「1/IOB」値は、0から1.0が好ましい。より好ましくは、0から0.6であり、さらに好ましくは0から0.4である。IOBとは、藤田穆により提案された有機化合物の極性/非極性を表す有機概念図に基く、親疎水性の指標であり、その詳細は、例えば、"Pharmaceutical Bulletin", vol.2, 2, pp.163-173(1954)、「化学の領域」vol.11, 10, pp.719-725(1957)、「フレグランスジャーナル」, vol.50, pp.79-82(1981)等で説明されている。簡潔に言えば、全ての有機化合物の根源をメタン(CH)とし、他の化合物はすべてメタンの誘導体とみなして、その炭素数、置換基、変態部、環等にそれぞれ一定の数値を設定し、そのスコアを加算して有機性値(OV)、無機性値(IV)を求め、この値を、有機性値をX軸、無機性値をY軸にとった図上にプロットしていくものである。有機概念図におけるIOBとは、有機概念図における有機性値(OV)に対する無機性値(IV)の比、すなわち「無機性値(IV)/有機性値(OV)」をいう。有機概念図の詳細については、「新版有機概念図−基礎と応用−」(甲田善生等著、三共出版、2008)を参照されたい。本明細書中では、IOBの逆数をとった「1/IOB」値で親疎水性を表している。「1/IOB」値が小さい(0に近づく)程、親水性であることを表す表記である。 The hydrophilicity value "1 / IOB" value of the biocompatible polymer used in the present invention is preferably 0 to 1.0. More preferably, it is 0 to 0.6, and more preferably 0 to 0.4. The IOB is an indicator of hydrophilicity / hydrophilicity based on an organic conceptual diagram representing the polarity / non-polarity of the organic compound proposed by Atsushi Fujita, and the details are described in, for example, "Pharmaceutical Bulletin", vol. 2, 2, pp .163-173 (1954), "Domain of Chemistry" vol. 11, 10, pp. 719-725 (1957), "Fragrance Journal", vol. 50, pp. 79-82 (1981), etc. There is. Briefly speaking, the source of all organic compounds is methane (CH 4 ), and all the other compounds are regarded as derivatives of methane, and their carbon numbers, substituents, modified parts, rings, etc. are set to certain numerical values. The scores are added to obtain the organic value (OV) and the inorganic value (IV), and this value is plotted on the diagram with the organic value on the X axis and the inorganic value on the Y axis. It is something. The IOB in the organic conceptual diagram means the ratio of the inorganic value (IV) to the organic value (OV) in the organic conceptual diagram, that is, "inorganic value (IV) / organic value (OV)". For details of organic conceptual diagrams, refer to “New version of organic conceptual diagrams-basics and applications-” (Koda Yoshio et al., Sankyo Publishing, 2008). In the present specification, hydrophilicity is expressed by "1 / IOB" value which is the reciprocal of IOB. The smaller the “1 / IOB” value (closer to 0), the more hydrophilic the expression.

本発明で用いる高分子の「1/IOB」値を上記範囲とすることにより、親水性が高く、かつ、吸水性が高くなることから、栄養成分の保持に有効に作用し、結果として、本発明の細胞3次元構造体(モザイク細胞塊)における細胞の安定化・生存しやすさに寄与するものと推定される。   By setting the “1 / IOB” value of the polymer used in the present invention to the above range, the hydrophilicity is high and the water absorbability is high, so it effectively acts on the retention of the nutritional component, and as a result, It is presumed to contribute to cell stabilization and survival in the cell three-dimensional structure (mosaic cell mass) of the invention.

本発明で用いる生体親和性高分子がポリペプチドである場合は、Grand average of hydropathicity(GRAVY)値で表される親疎水性指標において、0.3以下、マイナス9.0以上であることが好ましく、0.0以下、マイナス7.0以上であることがさらに好ましい。Grand average of hydropathicity(GRAVY)値は、『Gasteiger E., Hoogland C., Gattiker A., Duvaud S., Wilkins M.R., Appel R.D., Bairoch A.;Protein Identification and Analysis Tools on the ExPASy Server;(In) John M. Walker (ed): The Proteomics Protocols Handbook, Humana Press (2005). pp. 571-607』及び『Gasteiger E., Gattiker A., Hoogland C., Ivanyi I., Appel R.D., Bairoch A.; ExPASy: the proteomics server for in-depth protein knowledge and analysis.; Nucleic Acids Res. 31:3784-3788(2003).』の方法により得ることができる。
本発明で用いる高分子のGRAVY値を上記範囲とすることにより、親水性が高く、かつ、吸水性が高くなることから、栄養成分の保持に有効に作用し、結果として、本発明の細胞3次元構造体(モザイク細胞塊;モザイク状になっている細胞塊)における細胞の安定化・生存しやすさに寄与するものと推定される。
When the bioaffinity polymer used in the present invention is a polypeptide, it is preferable that it is 0.3 or less, minus 9.0 or more in the hydrophilicity index indicated by Grand average of hydropathicity (GRAVY) value, More preferably, it is 0.0 or less and -7.0 or more. Grand average of hydropathicity (GRAVY) values can be obtained from Gasteiger E., Hoogland C., Gattiker A., Duvaud S., Wilkins MR, Appel RD, Bairoch A .; Protein Identification and Analysis Tools on the ExPASy Server; (In) John M. Walker (ed): The Proteomics Protocols Handbook, Humana Press (2005). Pp. 571-607 and Gasteiger E., Gattiker A., Hoogland C., Ivanyi I., Appel RD, Bairoch A .; Nucleic Acids Res. 31: 3784-3788 (2003). "Can be obtained by the method of ExPASy: the proteomics server for in-depth protein knowledge and analysis.
By setting the GRAVY value of the polymer used in the present invention in the above-mentioned range, the hydrophilicity is high and the water absorptivity is high, so it effectively acts on the retention of the nutrient component, and as a result, the cell 3 of the present invention It is presumed to contribute to the stabilization and survival of cells in a three-dimensional structure (mosaic cell mass; mosaiced cell mass).

本発明で用いる生体親和性高分子は、架橋されているものでもよいし、架橋されていないものでもよいが、架橋されているものが好ましい。一般的な架橋方法としては、熱架橋、アルデヒド類(例えば、ホルムアルデヒド、グルタルアルデヒドなど)による架橋、縮合剤(カルボジイミド、シアナミドなど)による架橋、酵素架橋、光架橋、紫外線架橋、疎水性相互作用、水素結合、イオン性相互作用などが知られているが、本発明ではグルタルアルデヒドを使用しない架橋方法を使用することが好ましい。本発明で使用する架橋方法としては、さらに好ましくは熱架橋、紫外線架橋、又は酵素架橋であり、特に好ましくは熱架橋である。   The biocompatible polymer used in the present invention may be crosslinked or non-crosslinked, but is preferably crosslinked. Common crosslinking methods include thermal crosslinking, crosslinking with aldehydes (eg, formaldehyde, glutaraldehyde, etc.), crosslinking with condensing agents (carbodiimide, cyanamide, etc.), enzymatic crosslinking, photocrosslinking, ultraviolet crosslinking, hydrophobic interaction, Although hydrogen bonding, ionic interaction and the like are known, in the present invention, it is preferable to use a crosslinking method which does not use glutaraldehyde. The crosslinking method used in the present invention is more preferably thermal crosslinking, ultraviolet crosslinking or enzyme crosslinking, and particularly preferably thermal crosslinking.

酵素による架橋を行う場合、酵素としては、高分子材料間の架橋作用を有するものであれば特に限定されないが、好ましくはトランスグルタミナーゼおよびラッカーゼ、最も好ましくはトランスグルタミナーゼを用いて架橋を行うことができる。トランスグルタミナーゼで酵素架橋するタンパク質の具体例としては、リジン残基およびグルタミン残基を有するタンパク質であれば特に制限されない。トランスグルタミナーゼは、哺乳類由来のものであっても、微生物由来のものであってもよく、具体的には、味の素(株)製アクティバシリーズ、試薬として発売されている哺乳類由来のトランスグルタミナーゼ、例えば、オリエンタル酵母工業(株)製、Upstate USA Inc.製、Biodesign International製などのモルモット肝臓由来トランスグルタミナーゼ、ヤギ由来トランスグルタミナーゼ、ウサギ由来トランスグルタミナーゼなど、ヒト由来の血液凝固因子(Factor XIIIa、Haematologic Technologies, Inc.社)などが挙げられる。   When performing crosslinking by an enzyme, the enzyme is not particularly limited as long as it has a crosslinking action between polymer materials, but preferably, crosslinking can be performed using transglutaminase and laccase, most preferably transglutaminase . A specific example of the protein which is enzymatically crosslinked by transglutaminase is not particularly limited as long as it is a protein having a lysine residue and a glutamine residue. The transglutaminase may be of mammalian origin or of microbial origin. Specifically, Ajinomoto's Activa series, mammalian transglutaminase released as a reagent, for example, Human-derived blood coagulation factors (Factor XIIIa, Haematologic Technologies, Inc., such as guinea pig liver-derived transglutaminase such as Oriental Yeast Co., Ltd., Upstate USA Inc., Biodesign International, goat-derived transglutaminase, rabbit-derived transglutaminase, etc. Company) and the like.

架橋剤を使用しない架橋(例えば、熱架橋)を行う際の反応温度は、架橋ができる限り特に限定されないが、好ましくは、−100℃〜500℃であり、より好ましくは0℃〜300℃であり、更に好ましくは50℃〜300℃であり、更に好ましくは100℃〜250℃であり、更に好ましくは120℃〜200℃である。   The reaction temperature at the time of crosslinking (for example, thermal crosslinking) without using a crosslinking agent is not particularly limited as long as crosslinking is possible, but is preferably -100 ° C to 500 ° C, more preferably 0 ° C to 300 ° C. The temperature is more preferably 50 ° C. to 300 ° C., further preferably 100 ° C. to 250 ° C., and still more preferably 120 ° C. to 200 ° C.

本発明における生体親和性高分子として、特に好ましくは、リコンビナントゼラチンを使用することができる。リコンビナントゼラチンとは遺伝子組み換え技術により作られたゼラチン類似のアミノ酸配列を有するポリペプチドもしくは蛋白様物質を意味する。本発明で用いることができるリコンビナントゼラチンは、コラーゲンに特徴的なGly−X−Yで示される配列(X及びYはそれぞれ独立にアミノ酸の何れかを示す)の繰り返しを有するものが好ましい(複数個のGly−X−Yはそれぞれ同一でも異なっていてもよい)。好ましくは、細胞接着シグナルを一分子中に2配列以上含まれている。本発明で用いるリコンビナントゼラチンとしては、コラーゲンの部分アミノ酸配列に由来するアミノ酸配列を有するリコンビナントゼラチンを用いることができ、例えばEP1014176、US6992172、WO2004/85473、WO2008/103041等に記載のものを用いることができるが、これらに限定されるものではない。本発明で用いるリコンビナントゼラチンとして好ましいものは、以下の態様のリコンビナントゼラチンである。   As the biocompatible polymer in the present invention, particularly preferably, recombinant gelatin can be used. The term "recombinant gelatin" refers to a polypeptide or protein-like substance having a gelatin-like amino acid sequence produced by genetic engineering techniques. The recombinant gelatin that can be used in the present invention is preferably one having a repeat of the sequence represented by Gly-X-Y characteristic of collagen (X and Y each independently represent any amino acid) (plural Gly-X-Y may be the same or different). Preferably, two or more sequences of cell adhesion signals are contained in one molecule. As the recombinant gelatin used in the present invention, a recombinant gelatin having an amino acid sequence derived from a partial amino acid sequence of collagen can be used, for example, those described in EP 1014176, US6992172, WO2004 / 85473, WO2008 / 103041 etc. Although it can be done, it is not limited to these. Preferred as the recombinant gelatin used in the present invention is a recombinant gelatin of the following aspect.

本発明で用いるリコンビナントゼラチンは天然のゼラチン本来の性能から、生体適合性に優れ、且つ天然由来ではないことで牛海綿状脳症(BSE)などの懸念がなく、非感染性に優れている。また、本発明で用いるリコンビナントゼラチンは天然のものに比して均一であり、配列が決定されているので、強度、分解性においても後述の架橋等によってブレを少なく精密に設計することが可能である。   The recombinant gelatin used in the present invention is excellent in non-infectiousness because it has excellent biocompatibility and is not of natural origin because of the natural performance of natural gelatin, and there is no concern such as bovine spongiform encephalopathy (BSE). In addition, since the recombinant gelatin used in the present invention is more uniform than the natural one and its sequence is determined, it is possible to design the strength and degradability with less blurring by the crosslinking etc. described later. is there.

リコンビナントゼラチンの分子量は2kDa以上100kDa以下であることが好ましい。より好ましくは2.5kDa以上95kDa以下である。より好ましくは5kDa以上90kDa以下である。最も好ましくは、10kDa以上90kDa以下である。   The molecular weight of the recombinant gelatin is preferably 2 kDa or more and 100 kDa or less. More preferably, they are 2.5 kDa or more and 95 kDa or less. More preferably, they are 5 kDa or more and 90 kDa or less. Most preferably, it is 10 kDa or more and 90 kDa or less.

リコンビナントゼラチンは、コラーゲンに特徴的なGly−X−Yで示される配列の繰り返しを有する。ここで、複数個のGly−X−Yはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。Gly−X−Y において、Glyはグリシン、X及びYは、任意のアミノ酸(好ましくは、グリシン以外の任意のアミノ酸)を表す。コラーゲンに特徴的なGXY配列とは、ゼラチン・コラーゲンのアミノ酸組成および配列における、他のタンパク質と比較して非常に特異的な部分構造である。この部分においてはグリシンが全体の約3分の1を占め、アミノ酸配列では3個に1個の繰り返しとなっている。グリシンは最も簡単なアミノ酸であり、分子鎖の配置への束縛も少なく、ゲル化に際してのヘリックス構造の再生に大きく寄与している。X,Yであらわされるアミノ酸はイミノ酸(プロリン、オキシプロリン)が多く含まれ、全体の10%〜45%を占めることが好ましい。好ましくはその配列の80%以上、更に好ましくは95%以上、最も好ましくは99%以上のアミノ酸がGXYの繰り返し構造であることが好ましい。   The recombinant gelatin has a repeat of the sequence shown by Gly-X-Y characteristic of collagen. Here, the plurality of Gly-X-Y may be the same or different. In Gly-X-Y, Gly represents glycine, and X and Y each represent any amino acid (preferably, any amino acid other than glycine). The GXY sequence characteristic of collagen is a highly specific partial structure as compared with other proteins in the amino acid composition and sequence of gelatin-collagen. In this part, glycine accounts for about one third of the whole, and in the amino acid sequence, one out of every three repeats. Glycine is the simplest amino acid, has less restriction on the arrangement of molecular chains, and greatly contributes to regeneration of the helical structure upon gelation. The amino acids represented by X and Y contain a large amount of imino acids (proline and oxyproline), and preferably occupy 10% to 45% of the total. Preferably, 80% or more, more preferably 95% or more, and most preferably 99% or more of the amino acids in the sequence have a GXY repeating structure.

一般的なゼラチンは極性アミノ酸のうち、電荷を持つものと無電荷のものが1:1で存在する。ここで、極性アミノ酸とは具体的にシステイン、アスパラギン酸、グルタミン酸、ヒスチジン、リジン、アスパラギン、グルタミン、セリン、スレオニン、チロシン、アルギニンを指し、このうち極性無電荷アミノ酸とはシステイン、アスパラギン、グルタミン、セリン、スレオニン、チロシンを指す。本発明で用いるリコンビナントペプチドにおいては、構成する全アミノ酸のうち、極性アミノ酸の割合が10〜40%であり、好ましくは20〜30%である。且つ該極性アミノ酸中の無電荷アミノ酸の割合が5%以上20%未満、好ましくは10%未満であることが好ましい。さらに、セリン、スレオニン、アスパラギン、チロシン、システインのうちいずれか1アミノ酸、好ましくは2以上のアミノ酸を配列上に含まないことが好ましい。   Among common polar amino acids, common gelatins have a charged one and an uncharged one at 1: 1. Here, polar amino acids specifically refer to cysteine, aspartic acid, glutamic acid, histidine, lysine, asparagine, glutamine, serine, threonine, tyrosine and arginine, and polar uncharged amino acids among these include cysteine, asparagine, glutamine, serine , Threonine, refers to tyrosine. In the recombinant peptide used in the present invention, the proportion of polar amino acids is 10 to 40%, preferably 20 to 30%, of all the constituent amino acids. And it is preferable that the proportion of uncharged amino acids in the polar amino acids is 5% or more and less than 20%, preferably less than 10%. Furthermore, it is preferable not to include any one amino acid, preferably two or more amino acids of serine, threonine, asparagine, tyrosine and cysteine on the sequence.

一般にポリペプチドにおいて、細胞接着シグナルとして働く最小アミノ酸配列が知られている(例えば、株式会社永井出版発行「病態生理」Vol.9、No.7(1990年)527頁)。本発明で用いるリコンビナントゼラチンは、これらの細胞接着シグナルを一分子中に2以上有することが好ましい。具体的な配列としては、接着する細胞の種類が多いという点で、アミノ酸一文字表記で現わされる、RGD配列、LDV配列、REDV配列、YIGSR配列、PDSGR配列、RYVVLPR配列、LGTIPG配列、RNIAEIIKDI配列、IKVAV配列、LRE配列、DGEA配列、及びHAV配列の配列が好ましく、さらに好ましくはRGD配列、YIGSR配列、PDSGR配列、LGTIPG配列、IKVAV配列及びHAV配列、特に好ましくはRGD配列である。RGD配列のうち、好ましくはERGD配列である。細胞接着シグナルを有するリコンビナントゼラチンを用いることにより、細胞の基質産生量を向上させることができる。例えば、細胞として、間葉系幹細胞を用いた軟骨分化の場合には、グリコサミノグリカン(GAG)の産生を向上させることができる。   Generally, in polypeptides, the minimum amino acid sequence that works as a cell adhesion signal is known (eg, “Pathophysiology” Vol. 9, No. 7 (1990) page 527) published by Nagai Publishing Co., Ltd. The recombinant gelatin used in the present invention preferably has two or more of these cell adhesion signals in one molecule. Specific sequences include RGD sequence, LDV sequence, REDV sequence, YIGSR sequence, PDSGR sequence, RYVVLPR sequence, LGTIPG sequence, RNIAEIIKDI sequence, which is expressed by single-letter amino acid notation in that there are many types of cells to adhere. The sequences of IKVAV, LRE, DGEA and HAV are preferable, more preferably RGD, YIGSR, PDSGR, LGTIPG, IKVAV and HAV, particularly preferably RGD. Among the RGD sequences, preferred are ERGD sequences. By using a recombinant gelatin having a cell adhesion signal, it is possible to improve the amount of substrate production of cells. For example, in the case of cartilage differentiation using mesenchymal stem cells as cells, the production of glycosaminoglycan (GAG) can be improved.

本発明で用いるリコンビナントゼラチンにおけるRGD配列の配置として、RGD間のアミノ酸数が0〜100の間、好ましくは25〜60の間で均一でないことが好ましい。   As arrangement | positioning of the RGD sequence in the recombinant gelatin used by this invention, it is preferable that the amino acid number between RGD is not uniform between 0-100, Preferably between 25-60.

この最小アミノ酸配列の含有量は、細胞接着・増殖性の観点から、タンパク質1分子中3〜50個が好ましく、さらに好ましくは4〜30個、特に好ましくは5〜20個である。最も好ましくは12個である。   The content of the minimum amino acid sequence is preferably 3 to 50, more preferably 4 to 30, and particularly preferably 5 to 20 in one molecule of protein from the viewpoint of cell adhesion and proliferation. Most preferably, it is twelve.

本発明で用いるリコンビナントゼラチンにおいて、アミノ酸総数に対するRGDモチーフの割合は少なくとも0.4%であることが好ましく、リコンビナントゼラチンが350以上のアミノ酸を含む場合に、350のアミノ酸の各ストレッチが少なくとも1つのRGDモチーフを含むことが好ましい。アミノ酸総数に対するRGDモチーフの割合は、更に好ましくは少なくとも0.6%であり、更に好ましくは少なくとも0.8%であり、更に好ましくは少なくとも1.0%であり、更に好ましくは少なくとも1.2%であり、最も好ましくは少なくとも1.5%である。リコンビナントペプチド内のRGDモチーフの数は、250のアミノ酸あたり、好ましくは少なくとも4、更に好ましくは6、更に好ましくは8、更に好ましくは12以上16以下である。RGDモチーフの0.4%という割合は、250のアミノ酸あたり、少なくとも1つのRGD配列に対応する。RGDモチーフの数は整数であるので、0.4%の特徴を満たすには、251のアミノ酸からなるゼラチンは、少なくとも2つのRGD配列を含まなければならない。好ましくは、本発明のリコンビナントゼラチンは、250のアミノ酸あたり、少なくとも2つのRGD配列を含み、より好ましくは250のアミノ酸あたり、少なくとも3つのRGD配列を含み、さらに好ましくは250のアミノ酸あたり、少なくとも4つのRGD配列を含む。本発明のリコンビナントゼラチンのさらなる態様としては、少なくとも4つのRGDモチーフ、好ましくは6つ、より好ましくは8つ、さらに好ましくは12以上16以下のRGDモチーフを含む。   In the recombinant gelatin used in the present invention, the ratio of the RGD motif to the total number of amino acids is preferably at least 0.4%, and when the recombinant gelatin contains 350 or more amino acids, each stretch of 350 amino acids is at least one RGD It is preferred to include a motif. The ratio of the RGD motif to the total number of amino acids is more preferably at least 0.6%, more preferably at least 0.8%, still more preferably at least 1.0%, further preferably at least 1.2%. Most preferably at least 1.5%. The number of RGD motifs in the recombinant peptide is preferably at least 4, more preferably 6, more preferably 8, still more preferably 12 to 16, per 250 amino acids. A percentage of 0.4% of the RGD motif corresponds to at least one RGD sequence per 250 amino acids. Because the number of RGD motifs is an integer, gelatin consisting of 251 amino acids must contain at least two RGD sequences in order to meet the 0.4% feature. Preferably, the recombinant gelatin of the present invention comprises at least 2 RGD sequences per 250 amino acids, more preferably at least 3 RGD sequences per 250 amino acids, more preferably at least 4 per 250 amino acids. Contains RGD sequence. A further embodiment of the recombinant gelatin of the present invention comprises at least 4 RGD motifs, preferably 6, more preferably 8 and even more preferably 12 or more and 16 or less.

また、リコンビナントゼラチンは部分的に加水分解されていてもよい。   In addition, the recombinant gelatin may be partially hydrolyzed.

好ましくは、本発明で用いるリコンビナントゼラチンは、式:A−[(Gly−X−Y)−Bで示されるものである。n個のXはそれぞれ独立にアミノ酸の何れかを示し、n個のYはそれぞれ独立にアミノ酸の何れかを示す。mとして好ましくは2〜10、好ましくは3〜5である。nは3〜100が好ましく、15〜70がさらに好ましく、50〜65が最も好ましい。Aは任意のアミノ酸又はアミノ酸配列を示し、Bは任意のアミノ酸又はアミノ酸配列を示し、n個のXはそれぞれ独立にアミノ酸の何れかを示し、n個のYはそれぞれ独立にアミノ酸の何れかを示す。 Preferably, the recombinant gelatin used in the present invention is one represented by the formula: A-[(Gly-X-Y) n ] m -B. The n X's each independently represent any of the amino acids, and the n Y's each independently represent any of the amino acids. Preferably it is 2-10, preferably 3-5 as m. n is preferably 3 to 100, more preferably 15 to 70, and most preferably 50 to 65. A represents any amino acid or amino acid sequence, B represents any amino acid or amino acid sequence, n Xs each independently represent any of amino acids, and n Ys each independently represent any of amino acids Show.

より好ましくは、本発明で用いるリコンビナントゼラチンは、 式:Gly−Ala−Pro−[(Gly−X−Y)63−Gly(式中、63個のXはそれぞれ独立にアミノ酸の何れかを示し、63個のYはそれぞれ独立にアミノ酸の何れかを示す。なお、63個のGly−X−Yはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。)で示されるものである。
繰り返し単位には天然に存在するコラーゲンの配列単位を複数結合することが好ましい。ここで言う天然に存在するコラーゲンとは天然に存在するものであればいずれであっても構わないが、好ましくはI型、II型、III型、IV型、およびV型である。より好ましくは、I型、II型、III型である。別の形態によると、該コラーゲンの由来は好ましくは、ヒト、ウシ、ブタ、マウス、ラットである。より好ましくはヒトである。
More preferably, the recombinant gelatin used in the present invention is represented by the formula: Gly-Ala-Pro-[(Gly-X-Y) 63 ] 3 -Gly (wherein each of 63 Xs independently represents any amino acid) And each of the 63 Ys independently represents any amino acid, and the 63 Gly-X-Ys may be the same or different.
It is preferred that a plurality of sequence units of naturally occurring collagen be bound to the repeating unit. The naturally occurring collagen referred to here may be any naturally occurring collagen, but preferably it is type I, type II, type III, type IV and type V. More preferably, they are types I, II and III. According to another form, the collagen is preferably human, bovine, porcine, murine, rat. More preferably, it is a human.

本発明で用いるリコンビナントゼラチンの等電点は、好ましくは5〜10であり、より好ましくは6〜10であり、さらに好ましくは7〜9.5である。
好ましくは、リコンビナントゼラチンは脱アミン化されていない。
好ましくは、リコンビナントゼラチンはテロペプタイドを有さない。
好ましくは、リコンビナントゼラチンは天然コラーゲンをコードする核酸により調製された実質的に純粋なコラーゲン用材料である。
The isoelectric point of the recombinant gelatin used in the present invention is preferably 5 to 10, more preferably 6 to 10, and still more preferably 7 to 9.5.
Preferably, the recombinant gelatin is not deaminated.
Preferably, the recombinant gelatin does not have telopentide.
Preferably, the recombinant gelatin is a substantially pure collagen material prepared with nucleic acid encoding natural collagen.

本発明で用いるリコンビナントゼラチンとしては、好ましくは、
(a)配列番号1に記載のアミノ酸配列を有するタンパク質;
(b)配列番号1に記載のアミノ酸配列において1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列を有し、かつ生体親和性を有するタンパク質;又は
(c)配列番号1に記載のアミノ酸配列と80%以上(より好ましくは90%以上、さらに好ましくは95%以上)の相同性を有するアミノ酸配列を有し、かつ生体親和性を有するタンパク質;
の何れかである。
As the recombinant gelatin used in the present invention, preferably
(A) a protein having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1;
(B) a protein having an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 and having biocompatibility; or (c) described in SEQ ID NO: 1 A protein having an amino acid sequence having a homology of 80% or more (more preferably 90% or more, more preferably 95% or more) with the amino acid sequence of
It is either.

本発明で用いるリコンビナントゼラチンとしては、さらに好ましくは、
(a)配列番号1に記載のアミノ酸配列からなるタンパク質;
(b)配列番号1に記載のアミノ酸配列において1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなり、かつ生体親和性を有するタンパク質;又は
(c)配列番号1に記載のアミノ酸配列と80%以上(より好ましくは90%以上、さらに好ましくは95%以上)の相同性を有するアミノ酸配列からなり、かつ生体親和性を有するタンパク質;
の何れかである。
More preferably, the recombinant gelatin used in the present invention is
(A) a protein consisting of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1;
(B) An amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1, and a protein having biocompatibility; or (c) SEQ ID NO: 1 A protein consisting of an amino acid sequence having 80% or more (more preferably 90% or more, more preferably 95% or more) homology with the amino acid sequence, and a protein having biocompatibility;
It is either.

「1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列」における「1若しくは数個」とは、好ましくは1〜20個、より好ましくは1〜10個、さらに好ましくは1〜5個、特に好ましくは1〜3個を意味する。   The "one or several" in the "amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added" is preferably 1 to 20, more preferably 1 to 10, still more preferably 1 to 5. It means one, particularly preferably 1 to 3.

本発明で用いるリコンビナントゼラチンは、当業者に公知の遺伝子組み換え技術によって製造することができ、例えばEP1014176A2、US6992172、WO2004-85473、WO2008/103041等に記載の方法に準じて製造することができる。具体的には、所定のリコンビナントゼラチンのアミノ酸配列をコードする遺伝子を取得し、これを発現ベクターに組み込んで、組み換え発現ベクターを作製し、これを適当な宿主に導入して形質転換体を作製する。得られた形質転換体を適当な培地で培養することにより、リコンビナントゼラチンが産生されるので、培養物から産生されたリコンビナントゼラチンを回収することにより、本発明で用いるリコンビナントゼラチンを調製することができる。   The recombinant gelatin used in the present invention can be produced by gene recombination technology known to those skilled in the art, and can be produced, for example, according to the method described in EP1014176A2, US6992172, WO2004-85473, WO2008 / 103041 and the like. Specifically, a gene encoding an amino acid sequence of a predetermined recombinant gelatin is obtained and incorporated into an expression vector to prepare a recombinant expression vector, which is introduced into an appropriate host to prepare a transformant. . Since the recombinant gelatin is produced by culturing the obtained transformant in an appropriate medium, the recombinant gelatin used in the present invention can be prepared by recovering the recombinant gelatin produced from the culture. .

(4)生体親和性高分子ブロック
生体親和性高分子ブロック(生体親和性高分子を含有する塊)の製造方法は、特に限定されないが、例えば、生体親和性高分子の多孔質体を粉砕機(ニューパワーミルなど)を用いて粉砕することにより生体親和性高分子ブロックを得ることができる。
(4) Biocompatible Polymer Block The method for producing the biocompatible polymer block (mass containing the biocompatible polymer) is not particularly limited. For example, a porous body of the biocompatible polymer is milled. The biocompatible polymer block can be obtained by grinding using a New Power Mill or the like.

本発明における生体親和性高分子ブロックの形状は特に限定されない。
本発明における生体親和性高分子ブロック一つの大きさは、20μm以上200μm以下であることが好ましい。より好ましくは20μm以上120μm以下であり、さらに好ましくは50μm以上120μm以下である。生体親和性高分子ブロック一つの大きさを上記の範囲内にすることにより、より優れた細胞生存率を達成することができる。なお、生体親和性高分子ブロック一つの大きさとは、複数個の生体親和性高分子ブロックの大きさの平均値が上記範囲にあることを意味するものではなく、複数個の生体親和性高分子ブロックを篩にかけて得られる、一つ一つの生体親和性高分子ブロックのサイズを意味するものである。
The shape of the biocompatible polymer block in the present invention is not particularly limited.
The size of one biocompatible polymer block in the present invention is preferably 20 μm or more and 200 μm or less. More preferably, they are 20 micrometers or more and 120 micrometers or less, More preferably, they are 50 micrometers or more and 120 micrometers or less. By making the size of one biocompatible polymer block within the above range, better cell viability can be achieved. The size of one biocompatible polymer block does not mean that the average value of the sizes of a plurality of biocompatible polymer blocks is in the above range, and a plurality of biocompatible polymers are used. It means the size of each biocompatible polymer block obtained by sieving the block.

本明細書中後記の通り、本発明の生体親和性高分子ブロックと、少なくとも一種類の細胞とを混合することによって、本発明の細胞構造体を製造することができる。即ち、本発明の生体親和性高分子ブロックは、本発明の細胞構造体を製造するための試薬として有用である。   As described later in the present specification, the cell structure of the present invention can be produced by mixing the biocompatible polymer block of the present invention and at least one type of cell. That is, the biocompatible polymer block of the present invention is useful as a reagent for producing the cell structure of the present invention.

(5)細胞
本発明で用いる細胞は、本発明の細胞構造体の目的である、細胞移植を行えるものであれば任意の細胞を使用することができ、その種類は特に限定されない。また、使用する細胞は1種でもよいし、複数種の細胞を組合せて用いてもよい。また、使用する細胞として、好ましくは、動物細胞であり、より好ましくは脊椎動物由来細胞、特に好ましくはヒト由来細胞である。脊椎動物由来細胞(特に、ヒト由来細胞)の種類は、万能細胞、体性幹細胞、前駆細胞、又は成熟細胞の何れでもよい。万能細胞としては、例えば、ES細胞、GS細胞、又はiPS細胞を使用することができる。体性幹細胞としては、例えば、間葉系幹細胞(MSC)、造血幹細胞、羊膜細胞、臍帯血細胞、骨髄由来細胞、心筋幹細胞、脂肪由来幹細胞、又は神経幹細胞を使用することができる。前駆細胞及び成熟細胞としては、例えば、皮膚、真皮、表皮、筋肉、心筋、神経、骨、軟骨、内皮、脳、上皮、心臓、腎臓、肝臓、膵臓、脾臓、口腔内、角膜、骨髄、臍帯血、羊膜、又は毛に由来する細胞を使用することができる。ヒト由来細胞としては、例えば、ES細胞、iPS細胞、MSC、軟骨細胞、骨芽細胞、骨芽前駆細胞、間充織細胞、筋芽細胞、心筋細胞、心筋芽細胞、神経細胞、肝細胞、ベータ細胞、線維芽細胞、角膜内皮細胞、血管内皮細胞、角膜上皮細胞、羊膜細胞、臍帯血細胞、骨髄由来細胞、又は造血幹細胞を使用することができる。また、細胞の由来は、自家細胞又は他家細胞の何れでも構わない。
(5) Cell As the cell used in the present invention, any cell can be used as long as it can perform cell transplantation, which is the object of the cell structure of the present invention, and the type thereof is not particularly limited. Moreover, cells of one type may be used, or plural types of cells may be used in combination. The cells to be used are preferably animal cells, more preferably vertebrate-derived cells, particularly preferably human-derived cells. The type of vertebrate-derived cells (in particular, human-derived cells) may be any of universal cells, somatic stem cells, progenitor cells, or mature cells. As pluripotent cells, for example, ES cells, GS cells, or iPS cells can be used. As somatic stem cells, for example, mesenchymal stem cells (MSCs), hematopoietic stem cells, amniocytes, cord blood cells, bone marrow-derived cells, cardiac muscle stem cells, adipose-derived stem cells, or neural stem cells can be used. As precursor cells and mature cells, for example, skin, dermis, epidermis, muscle, myocardium, nerve, bone, cartilage, endothelium, brain, epithelium, heart, kidney, liver, pancreas, spleen, oral cavity, cornea, bone marrow, umbilical cord Cells derived from blood, amniotic membrane or hair can be used. Examples of human-derived cells include ES cells, iPS cells, MSCs, chondrocytes, osteoblasts, osteoblast precursor cells, mesenchymal cells, myoblasts, cardiomyocytes, cardiac myoblasts, neurons, hepatocytes, Beta cells, fibroblasts, corneal endothelial cells, vascular endothelial cells, corneal epithelial cells, amniocytes, cord blood cells, bone marrow derived cells, or hematopoietic stem cells can be used. Also, the origin of the cells may be either autologous cells or allogeneic cells.

例えば、重症心不全、重度心筋梗塞等の心臓疾患においては、自家および他家から摘出した心筋細胞、平滑筋細胞、線維芽細胞、骨格筋由来細胞(特にサテライト細胞)、骨髄細胞(特に心筋様細胞に分化させた骨髄細胞)などを好適に使用することができる。更に、他の臓器においても、適宜移植細胞を選択することができる。例えば、脳虚血・脳梗塞部位への神経前駆細胞または、神経細胞に分化可能な細胞の移植、心筋梗塞部位・骨格筋虚血部位への血管内皮細胞または血管内皮細胞に分化可能な細胞の移植などを挙げることができる。   For example, in heart diseases such as severe heart failure and severe myocardial infarction, cardiomyocytes, smooth muscle cells, fibroblasts, skeletal muscle-derived cells (especially satellite cells), bone marrow cells (especially myocardial-like cells) isolated from autologous and allogeneic Bone marrow cells (differentiated bone marrow cells) and the like can be suitably used. Furthermore, transplanted cells can be appropriately selected in other organs. For example, neural progenitor cells to brain ischemia / infarction site, transplantation of cells capable of differentiating to nerve cells, vascular endothelial cells to myocardial infarction site / skeletal muscle ischemic site or cells capable of differentiating to vascular endothelial cells Transplantation etc. can be mentioned.

また、糖尿病性の臓器障害に対する細胞移植に使用される細胞が挙げられる。例えば、腎臓、膵臓、末梢神経、眼、四肢の血行障害などの疾患に対して、種々検討されている細胞移植治療法用の細胞が挙げられる。即ち、インスリン分泌能が低下した膵臓にインスリン分泌細胞を移植する試みや、四肢の血行障害に対する骨髄由来細胞の移植などが検討されており、このような細胞を使用することができる。   In addition, cells used for cell transplantation for diabetic organ damage can be mentioned. For example, cells for cell transplantation therapy which are variously studied for diseases such as kidney, pancreas, peripheral nerve, eye, limb circulation disorder and the like can be mentioned. That is, attempts have been made to transplant insulin-secreting cells to a pancreas having a reduced ability to secrete insulin, and transplantation of bone marrow-derived cells for impaired circulation in limbs, etc., and such cells can be used.

また本発明においては、血管系の細胞を使用することもできる。本明細書において、血管系の細胞とは、血管形成に関連する細胞を意味し、血管および血液を構成する細胞、およびその細胞に分化することができる前駆細胞、体性幹細胞である。ここで、血管系の細胞には、ES細胞、GS細胞、又はiPS細胞等の万能細胞や、間葉系幹細胞(MSC)のような、血管および血液を構成する細胞に、自然には分化しないものは含まれない。血管系の細胞として、好ましくは血管を構成する細胞である。脊椎動物由来細胞(特に、ヒト由来細胞)では、血管を構成する細胞は、血管内皮細胞および血管平滑筋細胞を好適に挙げることができる。血管内皮細胞は、静脈内皮細胞および動脈内皮細胞どちらも含む。血管内皮細胞の前駆細胞としては、血管内皮前駆細胞を使用することができる。好ましくは血管内皮細胞および血管内皮前駆細胞である。血液を構成する細胞は、血球細胞が使用でき、リンパ球や好中球などの白血球細胞、単球細胞、それらの幹細胞である造血幹細胞を使用できる。   In the present invention, cells of vasculature can also be used. As used herein, the cells of the vasculature mean cells involved in angiogenesis, cells constituting blood vessels and blood, and precursor cells capable of differentiating into the cells, somatic stem cells. Here, cells of the vascular system do not spontaneously differentiate into cells constituting blood vessels and blood, such as pluripotent cells such as ES cells, GS cells, or iPS cells, and mesenchymal stem cells (MSCs). Things are not included. The cells of the vascular system are preferably cells that constitute a blood vessel. In vertebrate-derived cells (in particular, human-derived cells), vascular endothelial cells and vascular smooth muscle cells can be suitably exemplified as cells that constitute blood vessels. Vascular endothelial cells include both venous and arterial endothelial cells. Vascular endothelial progenitor cells can be used as progenitor cells for vascular endothelial cells. Preferred are vascular endothelial cells and vascular endothelial precursor cells. Blood cells can be used as cells constituting blood, and white blood cells such as lymphocytes and neutrophils, monocytes, and hematopoietic stem cells which are stem cells thereof can be used.

本明細書において、非血管系の細胞とは、上記の血管系以外の細胞を意味する。例えば、ES細胞、iPS細胞、間葉系幹細胞(MSC)、心筋幹細胞、心筋細胞、線維芽細胞、筋芽細胞、軟骨細胞、筋芽細胞、肝細胞または神経細胞を使用することができる。好ましくは、間葉系幹細胞(MSC)、軟骨細胞、筋芽細胞、心筋幹細胞、心筋細胞、肝細胞またはiPS細胞を使用することができる。より好ましくは、間葉系幹細胞(MSC)、心筋幹細胞、心筋細胞または筋芽細胞である。   As used herein, non-vascular cells mean cells other than the above-mentioned vasculature. For example, ES cells, iPS cells, mesenchymal stem cells (MSCs), cardiac muscle stem cells, cardiac muscle cells, fibroblasts, myoblasts, chondrocytes, myoblasts, hepatocytes or neurons can be used. Preferably, mesenchymal stem cells (MSCs), chondrocytes, myoblasts, cardiac stem cells, cardiomyocytes, hepatocytes or iPS cells can be used. More preferably, mesenchymal stem cells (MSCs), cardiac stem cells, cardiac myocytes or myoblasts.

(6)細胞構造体
本発明の細胞構造体は、上記した本発明の生体親和性高分子ブロックと、少なくとも一種類の細胞とを含み、複数個の細胞間の隙間に複数個の生体親和性高分子ブロックが配置されている細胞構造体である。本発明の細胞構造体は、細胞移植のために使用することができる。
(6) Cell Structure The cell structure of the present invention comprises the above-described biocompatibility polymer block of the present invention and at least one type of cell, and a plurality of bioaffinities in the interstices of a plurality of cells It is a cell structure in which a polymer block is arranged. The cell construct of the present invention can be used for cell transplantation.

本発明においては、上記した生体親和性高分子ブロックと上記した細胞とを用いて、複数個の細胞間の隙間に複数個の該高分子ブロックをモザイク状に3次元的に配置させることによって細胞移植のために適した厚みを有することが可能であり、かつ、生体親和性高分子ブロックと細胞とがモザイク状に3次元配置されることにより、構造体中で細胞が均一に存在する細胞3次元構造体を形成され、外部から細胞3次元構造体の内部への栄養送達を可能となる。   In the present invention, using the above-described biocompatibility polymer block and the above-described cells, cells are arranged in a three-dimensional manner in a mosaic manner between the plurality of cells by arranging the plurality of polymer blocks in a three-dimensional manner. It is possible to have a thickness suitable for transplantation, and by arranging the biocompatible polymer block and the cells in a three-dimensional manner in a mosaic manner, the cells are uniformly present in the structure 3 A dimensional structure is formed, which enables nutrient delivery from the outside into the interior of the cell three-dimensional structure.

本発明の細胞構造体は、複数個の細胞間の隙間に複数個の高分子ブロックが配置されているが、ここで、「細胞間の隙間」とは、構成される細胞により、閉じられた空間である必要はなく、細胞により挟まれていればよい。なお、すべての細胞間に隙間がある必要はなく、細胞同士が接触している箇所があってもよい。高分子ブロックを介した細胞間の隙間の距離、即ち、ある細胞とその細胞から最短距離に存在する細胞を選択した際の隙間距離は特に制限されるものではないが、高分子ブロックの大きさであることが好ましく、好適な距離も高分子ブロックの好適な大きさの範囲である。   In the cell structure of the present invention, a plurality of polymer blocks are disposed in a gap between a plurality of cells, wherein “the gap between cells” is closed by cells that are configured. It does not have to be a space, as long as it is sandwiched by cells. In addition, it is not necessary to have a gap between all the cells, and there may be a place where the cells are in contact with each other. There is no particular limitation on the distance between the cells via the polymer block, that is, when selecting a cell and a cell located at the shortest distance from the cell, the size of the polymer block is not particularly limited. And the preferred distance is also in the preferred size range of the polymer block.

また、本発明にかかる高分子ブロックは、細胞により挟まれた構成となるが、すべての高分子ブロック間に細胞がある必要はなく、高分子ブロック同士が接触している箇所があってもよい。細胞を介した高分子ブロック間の距離、即ち、高分子ブロックとその高分子ブロックから最短距離に存在する高分子ブロックを選択した際の距離は特に制限されるものではないが、使用される細胞が1〜数個集まった際の細胞の塊の大きさであることが好ましく、例えば、10μm以上1000μm以下であり、好ましくは10μm以上100μm以下であり、より好ましくは10μm以上50μm以下である。   In addition, although the polymer block according to the present invention is configured to be sandwiched by cells, there is no need for cells to be present between all the polymer blocks, and there may be portions where polymer blocks are in contact with each other. . There is no particular limitation on the distance between the polymer blocks through the cells, ie, when the polymer block and the polymer block located at the shortest distance from the polymer block are selected, there is no particular limitation. It is preferable that the size of a cell mass when 1 to several pieces gather is, for example, 10 μm or more and 1000 μm or less, preferably 10 μm or more and 100 μm or less, and more preferably 10 μm or more and 50 μm or less.

なお、本明細書中、「構造体中で細胞が均一に存在する細胞3次元構造体」等、「均一に存在する」との表現を使用しているが、完全な均一を意味するものではなく、本発明の作用効果である、外部から細胞3次元構造体の内部への栄養送達を可能とすることを意味するものである。   In the present specification, although the expression “uniformly exists” such as “cell three-dimensional structure in which cells uniformly exist in the structure” is used, it means complete uniformity. Instead, it means that nutrient delivery from the outside to the inside of the three-dimensional cell structure is enabled, which is the effect of the present invention.

本発明の細胞構造体の厚さ又は直径は、所望の厚さとすることができるが、下限としては、215μm以上であることが好ましく、400μm以上がさらに好ましく、730μm以上であることが最も好ましい。厚さ又は直径の上限は特に限定されないが、使用上の一般的な範囲としては3cm以下が好ましく、2cm以下がより好ましく、1cm以下であることが更に好ましい。また、細胞構造体の厚さ又は直径の範囲として、好ましくは、400μm以上3cm以下、より好ましくは500μm以上2cm以下、更に好ましくは720μm以上1cm以下である。   The thickness or diameter of the cell structure of the present invention can be a desired thickness, but the lower limit is preferably 215 μm or more, more preferably 400 μm or more, and most preferably 730 μm or more. The upper limit of the thickness or diameter is not particularly limited, but as a general range of use, 3 cm or less is preferable, 2 cm or less is more preferable, and 1 cm or less is more preferable. The thickness or the diameter of the cell structure is preferably in the range of 400 μm to 3 cm, more preferably 500 μm to 2 cm, and still more preferably 720 μm to 1 cm.

本発明の細胞構造体は、好ましくは、高分子ブロックからなる領域と細胞からなる領域がモザイク状に配置されている。尚、本明細書中における「細胞構造体の厚さ又は直径」とは、以下のことを示すものとする。細胞構造体中のある一点Aを選択した際に、その点Aを通る直線の内で、細胞構造体外界からの距離が最短になるように細胞構造体を分断する線分の長さを線分Aとする。細胞構造体中でその線分Aが最長となる点Aを選択し、その際の線分Aの長さのことを「細胞構造体の厚さ又は直径」とする。   In the cell structure of the present invention, preferably, the region consisting of the polymer block and the region consisting of the cells are arranged in a mosaic. In addition, "the thickness or diameter of a cell structure" in this specification shall show the following thing. When a certain point A in the cell structure is selected, the length of a line segment that divides the cell structure so as to be the shortest distance from the outside of the cell structure within the straight line passing that point A is a line Let it be minute A. The point A at which the line segment A is longest in the cell structure is selected, and the length of the line segment A at that time is taken as the "thickness or diameter of the cell structure".

また、後述する本発明の細胞構造体の製造方法での融合前の細胞構造体、または第二の高分子ブロック添加前の細胞構造体として、本発明の細胞構造体を使用する場合には、細胞構造体の厚さ又は直径の範囲として、好ましくは、10μm以上1cm以下、より好ましくは10μm以上2000μm以下、更に好ましくは15μm以上1500μm以下、最も好ましくは、20μm以上1300μm以下である。   When the cell structure of the present invention is used as a cell structure before fusion in the method for producing a cell structure of the present invention described later, or a cell structure before addition of a second polymer block, The thickness or diameter of the cell structure is preferably 10 μm to 1 cm, more preferably 10 μm to 2000 μm, still more preferably 15 μm to 1500 μm, and most preferably 20 μm to 1300 μm.

本発明の細胞構造体は、細胞と高分子ブロックの比率は特に限定されないが、好ましくは細胞1個当りの高分子ブロックの比率が0.0000001μg以上1μg以下であることが好ましく、さらに好ましくは0.000001μg以上0.1μg以下、より好ましくは0.00001μg以上0.01μg以下、最も好ましくは0.00002μg以上0.006μg以下である。上記範囲とするこのより、より細胞を均一に存在させることができる。また、下限を上記範囲とすることにより、上記用途に使用した際に細胞の効果を発揮することができ、上限を上記範囲とすることにより、任意で存在する高分子ブロック中の成分を細胞に供給できる。ここで、高分子ブロック中の成分は特に制限されないが、後述する培地に含まれる成分が挙げられる。   In the cell structure of the present invention, the ratio of cells to polymer blocks is not particularly limited, but the ratio of polymer blocks per cell is preferably 0.0000001 μg or more and 1 μg or less, and more preferably 0. And more preferably 0.00001 μg or more and 0.01 μg or less, and most preferably 0.00002 μg or more and 0.006 μg or less. With this range, cells can be more uniformly present. In addition, by setting the lower limit to the above range, the effect of the cell can be exhibited when used for the above-mentioned application, and by setting the upper limit to the above range, the component in the polymer block optionally present can be It can be supplied. Here, the components in the polymer block are not particularly limited, but include the components contained in the culture medium described later.

また、本発明の細胞構造体は、血管新生因子を含んでいてもよい。ここで、血管新生因子としては、塩基性繊維芽細胞増殖因子(bFGF)、血管内皮増殖因子(VEGF)、肝細胞増殖因子(HGF)などを好適に挙げることができる。血管新生因子を含む細胞構造体の製造方法は、特に制限されないが、例えば、血管新生因子を含浸させた高分子ブロックを使用することにより、製造することができる。血管新生を促進する観点からは、本発明の細胞構造体は、血管新生因子を含むことが好ましい。   In addition, the cell structure of the present invention may contain an angiogenic factor. Here, as the angiogenic factor, basic fibroblast growth factor (bFGF), vascular endothelial growth factor (VEGF), hepatocyte growth factor (HGF) and the like can be suitably mentioned. The method for producing a cell structure containing an angiogenic factor is not particularly limited, and can be produced, for example, by using a polymer block impregnated with an angiogenic factor. From the viewpoint of promoting angiogenesis, the cell structure of the present invention preferably contains an angiogenic factor.

本発明の細胞構造体は、非血管系の細胞を含むものも好適に使用することができる。また、本発明の細胞構造体を構成する細胞が、非血管系の細胞のみであるものも好適に使用することができる。細胞として非血管系の細胞のみを含む本発明の細胞構造体により、移植後、移植部位に、血管を形成することができる。また、本発明の細胞構造体を構成する細胞が二種類以上であり、非血管系の細胞および血管系の細胞の両方を含む場合には、非血管系の細胞のみで構成されている場合と比較して、より血管形成することが可能となり、好ましい。   As the cell structure of the present invention, those containing cells of non-vasculature can also be suitably used. Moreover, cells in which the cells constituting the cell structure of the present invention are only cells of non-vasculature can also be suitably used. The cell structure of the present invention containing only non-vascular cells as cells enables blood vessels to be formed at the transplantation site after transplantation. Also, in the case where the cells constituting the cell structure of the present invention are two or more types, and include both non-vascular system cells and vascular system cells, it may be composed of only non-vascular system cells and In comparison, more blood vessels can be formed, which is preferable.

更にまた、本発明の細胞構造体を構成する細胞が二種類以上であり、細胞構造体の中心部の血管系の細胞の面積が、周辺部の血管系の細胞の面積より多い領域を有する場合、更に血管形成することが可能となり、更に好ましい。ここで、細胞構造体の中心部の血管系の細胞の面積が、周辺部の血管系の細胞の面積より多い領域を有するとは、具体的には、任意の2μmの薄切標本を作製したときに、上記となる領域を有する標本が存在することを言う。ここで、細胞構造体の中心部とは、中心から、細胞構造体の表面までの距離のうち、中心から80%までの距離のエリアをいい、細胞構造体の周辺部とは、中心から80%の場所から構造体表面までのエリアをいう。なお、細胞構造体の中心部は、以下のように定める。   Furthermore, when there are two or more types of cells constituting the cell structure of the present invention, and the area of the cells of the vascular system at the center of the cell structure is larger than the area of the cells of the vascular system at the periphery. Further, it becomes possible to form blood vessels, which is more preferable. Here, if the area of the cells of the vascular system at the center of the cell structure has a larger area than the area of the cells of the vascular system at the periphery, specifically, an arbitrary 2 μm thin-sectioned sample was prepared Sometimes we say that there is a specimen with the area that is above. Here, the central portion of the cell structure means an area at a distance of 80% from the center to the surface of the cell structure, and the peripheral portion of the cell structure is 80 The area from the location of% to the surface of the structure. The central part of the cell structure is defined as follows.

細胞構造体の中心を通る任意の断面において、当該断面の外延に沿って、半径Xの円の中心を一周動かし、動かした円と断面の重複部分を除いた部分の面積が、前記断面の断面積の64%となるような半径Xを求める。当該半径Xの円の中心を一周動かし、動かした円と断面の重複部分を除いた部分を細胞構造体の中心部とする。このとき、断面積が一番大きくなる断面が最も好ましい。なお、細胞構造体の中心とは、断面積が最大となる断面において、当該断面の外延に沿って、半径Yの円の中心を一周動かし、動かした円と断面の重複部分を除いた部分が、一点に決まるような半径Yを求める。当該半径Yの円の中心を一周動かし、動かした円と断面の重複部分を除いた一点を細胞構造体の中心とする。一点に決まらず線分になる場合、またはその線分が複数個存在する場合は、それぞれの線分について、その長さを二等分する点を中心とする。   In any cross section passing through the center of the cell structure, the center of the circle of radius X is moved along the extension of the cross section, and the area of the moved circle excluding the overlapping portion of the cross section is the cross section of the cross section. Find a radius X that is 64% of the area. The center of the circle of radius X is moved around, and the portion excluding the overlapping portion of the moved circle and the cross section is taken as the central portion of the cell structure. At this time, the cross section where the cross-sectional area is the largest is most preferable. In the cross-section where the cross-sectional area is the largest, the center of the cell structure moves the center of the circle of radius Y around the circumference of the cross-section and removes the overlapping part of the moved circle and the cross-section The radius Y which is decided to one point is determined. The center of the circle of radius Y is moved around, and one point excluding the overlapping portion of the moved circle and the cross section is made the center of the cell structure. When it does not decide to one point and it becomes a line segment, or when there are a plurality of line segments, for each of the line segments, the point at which the length is bisected is the center.

具体的には、中心部の血管系の細胞の割合が、血管系の細胞の全面積に対し、60%〜100%である領域を有することが好ましく、65%〜100%がより好ましく、80%〜100%が更に好ましく、90%〜100%が更に好ましい。なお、ここで、中心部の血管系の細胞の割合が、血管系の細胞の全面積に対し、60%〜100%である領域を有するとは、具体的には、任意の2μmの薄切標本を作製したときに、当該割合の領域を有する標本が存在することを言う。当該範囲とすることにより、血管形成をより促すことができる。   Specifically, it is preferable to have a region in which the proportion of cells in the central vasculature is 60% to 100% of the total area of the cells in the vasculature, and more preferably 65% to 100%, 80 % To 100% is more preferable, and 90% to 100% is further preferable. In addition, here, having a region in which the percentage of vascular cells in the central part is 60% to 100% with respect to the total area of vascular cells is specifically an arbitrary 2 μm thin section When a sample is prepared, it is said that a sample having the area of the proportion is present. By setting it as the said range, angiogenesis can be promoted more.

なお、中心部の血管系の細胞の割合は、例えば、薄切標本を作製したときに、測定対象の血管系の細胞を染色し、画像処理ソフトImageJを用い、中心部の色の濃さ(強度)の平均値を求め、中心部の面積×強度を算出し、更に、全体の色の濃さ(強度)の平均値を求め、全体の面積×強度を算出し、全体の面積×強度に対する、中心部の面積×強度の割合を求めることによって算出することもできる。ここで、血管系の細胞を染色する方法は、適宜、公知の染色方法を使用することができ、例えば、細胞として、ヒト血管内皮前駆細胞(hECFC)を使用する場合には、CD31抗体を使用することができる。   In addition, as for the proportion of cells in the central vasculature, for example, when a thin-sectioned sample is prepared, the cells in the vasculature to be measured are stained, and the color density of the central portion is obtained using the image processing software ImageJ ( Average value of intensity) is calculated, area of central part × intensity is calculated, average value of intensity (intensity) of the whole color is further calculated, area × intensity of the whole is calculated, area × intensity of the whole It can also be calculated by determining the ratio of area × intensity at the center. Here, as a method of staining cells of the vascular system, known staining methods can be appropriately used. For example, when using human vascular endothelial precursor cells (hECFC) as the cells, a CD31 antibody is used. can do.

また、細胞構造体の、中心部の血管系の細胞密度が1.0×10−4cells/μm以上である領域を有することが好ましく、細胞構造体の中心部全体で前記細胞密度となることが、より好ましい。なお、ここで、1.0×10−4cells/μm以上である領域を有するとは、具体的には、任意の2μmの薄切標本を作製したときに、当該密度の領域を有する標本が存在することを言う。前記細胞密度は、より好ましくは1.0×10−4〜1.0×10−3cells/μm、更に好ましくは1.0×10−4〜2.0×10−4cells/μm、更に好ましくは1.1×10−4〜1.8×10−4cells/μm、更に好ましくは1.4×10−4〜1.8×10−4cells/μmである。当該範囲とすることにより、血管形成をより促すことができる。 In addition, it is preferable to have a region in which the cell density of the vascular system in the central part of the cell structure is 1.0 × 10 −4 cells / μm 3 or more, and the cell density is the entire cell center. Is more preferred. Here, having an area of 1.0 × 10 −4 cells / μm 3 or more specifically refers to a sample having an area of the density when an arbitrary 2 μm sliced sample is prepared. Say that exists. The cell density is more preferably 1.0 × 10 -4 ~1.0 × 10 -3 cells / μm 3, more preferably 1.0 × 10 -4 ~2.0 × 10 -4 cells / μm 3 More preferably, it is 1.1 × 10 −4 to 1.8 × 10 −4 cells / μm 3 , more preferably 1.4 × 10 −4 to 1.8 × 10 4 cells / μm 3 . By setting it as the said range, angiogenesis can be promoted more.

ここで、中心部の血管系の細胞密度は、実際に薄切標本の細胞数を数え、細胞数を体積で割って求めることができる。ここでの中心部とは、以下のように定める。前述の中心部に垂直方向に、薄切標本の厚みの分を切り取った部分とする。細胞密度の求め方は、例えば、上記の測定対象の血管系の細胞を染色した薄切標本と、細胞核を染色した薄切標本を重ね合わせ、重なった細胞核の数をカウントすることで、中心部の血管系の細胞数を算出することができ、体積は、ImageJを用いて中心部の面積を求め、その薄切標本の厚みをかけることで求められる。   Here, the cell density of the central vasculature can be determined by actually counting the number of cells of the sliced sample and dividing the number of cells by volume. The central part here is defined as follows. The thickness of the sliced sample is cut in the direction perpendicular to the central portion described above. The cell density can be determined, for example, by superimposing the sliced sample in which the cells of the blood vessel system to be measured are stained with the sliced sample in which the cell nucleus is stained, and counting the number of cell nuclei overlapped. The number of cells in the vasculature can be calculated, and the volume can be obtained by calculating the area of the central part using ImageJ and multiplying the thickness of the sliced sample.

なお、本発明の細胞構造体には、細胞が二種類以上であり、非血管系の細胞および血管系の細胞の両方を含む本発明の細胞構造体を用いて、血管形成されたものも含む。また、ここで、「細胞が二種類以上であり、非血管系の細胞および血管系の細胞の両方を含む本発明の細胞構造体」の好適な範囲は上記と同様である。血管を構築する方法は、例えば、血管部分をトンネル状にくりぬいたゲル材料に、血管系細胞を混合した細胞シートを貼り付け、トンネルに培養液を流しながら培養する方法があげられる。また、細胞シートの間に血管系細胞をサンドイッチ状にはさむことでも、血管を構築できる。   The cell structure of the present invention also includes those formed into blood vessels using the cell structure of the present invention, which comprises two or more types of cells, and includes both non-vascular cells and cells of vascular system. . Also, here, the preferable range of the “cell structure of the present invention in which the cells are two or more types and includes both non-vascular cells and vascular cells” is the same as above. As a method of constructing a blood vessel, for example, there is a method in which a cell sheet in which vascular cells are mixed is attached to a gel material in which a blood vessel portion is tunneled, and culture is performed while flowing a culture solution in a tunnel. In addition, blood vessels can also be constructed by sandwiching vascular cells between cell sheets.

(7)細胞構造体の製造方法
本発明の細胞構造体は、本発明の生体親和性高分子ブロックと、少なくとも一種類の細胞とを混合することによって製造することができる。より具体的には、本発明の細胞構造体は、生体親和性高分子ブロック(生体親和性高分子からなる塊)と、細胞とを交互に配置することにより製造できる。製造方法は特に限定されないが、好ましくは高分子ブロックを形成したのち、細胞を播種する方法である。具体的には、生体親和性高分子ブロックと細胞含有培養液との混合物をインキュベートすることによって、本発明の細胞構造体を製造することができる。例えば、容器中、容器に保持される液体中で、細胞と、予め作製した生体親和性高分子ブロックをモザイク状に配置する。配置の手段としては、自然凝集、自然落下、遠心、攪拌を用いることで、細胞と生体親和性基材からなるモザイク状の配列形成を、促進、制御することが好ましい。
(7) Method of Producing Cell Structure The cell structure of the present invention can be produced by mixing the biocompatible polymer block of the present invention with at least one type of cell. More specifically, the cell structure of the present invention can be produced by alternately arranging a biocompatible polymer block (a mass consisting of a biocompatible polymer) and cells. Although the production method is not particularly limited, it is preferably a method of seeding cells after forming a polymer block. Specifically, the cell structure of the present invention can be produced by incubating a mixture of a biocompatible polymer block and a cell-containing culture solution. For example, cells and a biocompatible polymer block prepared in advance are disposed in a mosaic shape in a container and in a liquid held in the container. As means of arrangement, it is preferable to promote or control the formation of a mosaic-like array of cells and a biocompatible substrate by using natural aggregation, natural fall, centrifugation, or agitation.

用いられる容器としては、細胞低接着性材料、細胞非接着性材料からなる容器が好ましく、より好ましくはポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ガラス、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレートからなる容器である。容器底面の形状は平底型、U字型、V字型であることが好ましい。   The container to be used is preferably a container made of a low cell adhesion material or a non-cell adhesion material, more preferably a container made of polystyrene, polypropylene, polyethylene, glass, polycarbonate, polyethylene terephthalate. The shape of the bottom of the container is preferably flat bottom, U-shaped or V-shaped.

上記の方法で得られたモザイク状細胞構造体は、例えば、
(a)別々に調整したモザイク状細胞塊同士を融合させる、又は
(b)分化培地又は増殖培地下でボリュームアップさせる、
などの方法により所望の大きさの細胞構造体を製造することができる。融合の方法、ボリュームアップの方法は特に限定されない。
The mosaic cell structure obtained by the above method is, for example,
(A) fusing separately prepared mosaic-like cell masses, or (b) increasing the volume under differentiation medium or growth medium,
Cell structures of a desired size can be produced by methods such as, for example. The method of fusion and the method of volume up are not particularly limited.

例えば、生体親和性高分子ブロックと細胞含有培養液との混合物をインキュベートする工程において、培地を分化培地又は増殖培地に交換することによって、細胞構造体をボリュームアップさせることができる。好ましくは、生体親和性高分子ブロックと細胞含有培養液との混合物をインキュベートする工程において、生体親和性高分子ブロックをさらに添加することによって、所望の大きさの細胞構造体であって、細胞構造体中に細胞が均一に存在する細胞構造体を製造することができる。   For example, in the step of incubating the mixture of the biocompatible polymer block and the cell-containing culture solution, the cell structure can be volume-increased by replacing the medium with a differentiation medium or a growth medium. Preferably, in the step of incubating the mixture of the biocompatible polymer block and the cell-containing culture medium, a cell structure of a desired size, which is a cell structure of a desired size, by further adding the biocompatible polymer block. Cell structures in which cells are uniformly present in the body can be produced.

前記別々に調整したモザイク状細胞塊同士を融合させる方法とは、具体的には、複数個の生体親和性高分子ブロックと、複数個の細胞とを含み、前記複数の細胞により形成される複数個の隙間の一部または全部に、一または複数個の前記生体親和性高分子ブロックが配置されている細胞構造体を複数個融合させる工程を含む、細胞構造体の製造方法である。   Specifically, the method of fusing the mosaic-like cell masses separately prepared includes a plurality of biocompatible polymer blocks and a plurality of cells, and a plurality of cells formed by the plurality of cells A method for producing a cell structure, which comprises the step of fusing a plurality of cell structures in which one or a plurality of the biocompatibility polymer blocks are disposed in part or all of individual gaps.

本発明の細胞構造体の製造方法にかかる「生体親和性高分子ブロック(種類、大きさ等)」、「細胞」、「細胞間の隙間」、「得られる細胞構造体(大きさ等)」、「細胞と高分子ブロックの比率」等の好適な範囲は、本明細書中前記と同様である。   "Biocompatible polymer block (type, size, etc.)", "cells", "gap between cells", "cell structure obtained (size, etc.)" according to the method for producing a cell structure of the present invention Preferred ranges of “ratio of cell to polymer block” and the like are the same as those described above in the present specification.

また、前記融合前の各細胞構造体の厚さ又は直径が10μm以上1cm以下であり、前記融合後の厚さ又は直径が400μm以上3cm以下であることが好ましい。ここで、前記融合前の各細胞構造体の厚さ又は直径として、より好ましくは10μm以上2000μm以下、更に好ましくは15μm以上1500μm以下、最も好ましくは、20μm以上1300μm以下であり、また、記融合後の厚さ又は直径の範囲として、より好ましくは500μm以上2cm以下、更に好ましくは720μm以上1cm以下である。   The thickness or diameter of each cell structure before the fusion is preferably 10 μm to 1 cm, and the thickness or diameter after the fusion is preferably 400 μm to 3 cm. Here, the thickness or diameter of each cell structure before the fusion is more preferably 10 μm or more and 2000 μm or less, still more preferably 15 μm or more and 1500 μm or less, and most preferably 20 μm or more and 1300 μm or less. More preferably, it is 500 micrometers or more and 2 cm or less, and still more preferably 720 micrometers or more and 1 cm or less.

前述した生体親和性高分子ブロックをさらに添加することによって、所望の大きさの細胞構造体を製造する方法とは、具体的には、複数個の第一の生体親和性高分子ブロックと、複数個の細胞とを含み、該複数の細胞により形成される複数個の隙間の一部または全部に、一または複数個の前記生体親和性高分子ブロックが配置されている細胞構造体に、更に、第二の生体親和性高分子ブロックを添加しインキュベートする工程を含む細胞構造体の製造方法である。ここで、「生体親和性高分子ブロック(種類、大きさ等)」、「細胞」、「細胞間の隙間」、「得られる細胞構造体(大きさ等)」、「細胞と高分子ブロックの比率」等の好適な範囲は、本明細書中前記と同様である。   More specifically, the method for producing a cell structure having a desired size by further adding the above-described biocompatibility polymer block includes a plurality of first biocompatibility polymer blocks and a plurality of plurality of biocompatibility polymer blocks. Furthermore, in a cell structure including one or more of the biocompatibility polymer blocks disposed in part or all of a plurality of gaps formed by the plurality of cells, It is a method for producing a cell structure, which comprises the steps of adding and incubating a second biocompatible polymer block. Here, “biocompatible polymer block (type, size, etc.)”, “cell”, “gap between cells”, “cell structure obtained (size, etc.)”, “cell and polymer block Preferred ranges such as “ratio” are as described above in the present specification.

ここで、融合させたい細胞構造体同士は、0以上50μm以下の距離に設置することが好ましく、より好ましくは、0以上20μm以下、更に好ましくは0以上5μm以下の距離である。細胞構造体同士を融合させる際、細胞の増殖・伸展によって細胞あるいは細胞が産生する基質が接着剤の役割を果たし、接合させることが考えられ、上記範囲とすることにより、細胞構造体同士の接着が容易となる。   Here, the cell structures to be fused are preferably placed at a distance of 0 to 50 μm, more preferably 0 to 20 μm, and still more preferably 0 to 5 μm. When fusing cell structures with each other, it is considered that cells or cell-produced substrates play a role as an adhesive by cell growth and extension, and they are considered to be joined. Becomes easy.

本発明の細胞構造体の製造方法により得られる細胞構造体の厚さ又は直径の範囲として、好ましくは、400μm以上3cm以下、より好ましくは500μm以上2cm以下、更に好ましくは720μm以上1cm以下である。   The thickness or diameter of the cell structure obtained by the method for producing a cell structure of the present invention is preferably 400 μm or more and 3 cm or less, more preferably 500 μm or more and 2 cm or less, and still more preferably 720 μm or more and 1 cm or less.

細胞構造体に、更に、第二の生体親和性高分子ブロックを添加しインキュベートする際の、第二の生体親和性高分子ブロックの添加するペースは、使用する細胞の増殖の速度に合わせて、適宜、選択することが好ましい。具体的には、第二の生体親和性高分子ブロックを添加するペースが早いと細胞が細胞構造体の外側へと移動し、細胞の均一性が低くなり、添加のペースが遅いと、細胞の割合が多くなる箇所ができ、細胞の均一性が低くなるため、使用する細胞の増殖速度を考慮し、選択する。   Furthermore, when adding and incubating a second biocompatible polymer block to the cell structure, the pace of adding the second biocompatible polymer block is matched to the growth rate of the cells used, It is preferable to select suitably. Specifically, when the second pace of addition of the second biocompatible polymer block is accelerated, the cells move to the outside of the cell structure, the uniformity of the cells decreases, and the pace of addition decreases. Since there are many places where the proportion is high and the cell uniformity is low, the growth rate of the cells to be used is considered and selected.

非血管系の細胞および血管系の細胞の両方を含む場合の細胞構造体の製造方法として、例えば、下記(a)〜(c)の製造方法を好適に挙げることができる。
(a)は非血管系の細胞を用いて前述の方法で細胞構造体を形成した後、血管系の細胞および生体親和性高分子ブロックを加える工程を有する製造方法である。ここで、「血管系の細胞および高生体親和性分子ブロックを加える工程」とは、前述した、調整したモザイク状細胞塊同士を融合させる方法、および、分化培地又は増殖培地下でボリュームアップさせる方法、いずれも含むものである。この方法により、(i)細胞構造体の中心部では、血管系の細胞と比較して、非血管系の細胞の面積が多く、周辺部では、非血管系の細胞と比較して、血管系の細胞の面積が多い細胞構造体、(ii)細胞構造体の、中心部の非血管系の細胞の面積が、周辺部の非血管系の細胞の面積より多い細胞構造体、(iii) 細胞構造体の、中心部の血管系の細胞の面積が、周辺部の血管系の細胞の面積より少ない細胞構造体、を製造することが可能となる。
(b)は血管系の細胞を用いて前述の方法で細胞構造体を形成した後、非血管系の細胞および生体親和性高分子ブロックを加える工程を有する製造方法である。ここで、「非血管系の細胞および生体親和性高分子ブロックを加える工程」とは、前述した、調整したモザイク状細胞塊同士を融合させる方法、および、分化培地又は増殖培地下でボリュームアップさせる方法、いずれも含むものである。この方法により、(i)細胞構造体の中心部では、非血管系の細胞と比較して、管系の細胞の面積が多く、周辺部では、血管系の細胞と比較して、非血管系の細胞の面積が多い細胞構造体、(ii)細胞構造体の、中心部の血管系の細胞の面積が、周辺部の血管系の細胞の面積より多い細胞構造体、(iii) 細胞構造体の、中心部の非血管系の細胞の面積が、周辺部の非血管系の細胞の面積より少ない細胞構造体、を製造することが可能となる。
(c)は、非血管系の細胞および血管系の細胞を実質的に同時に使用し、前述の方法で細胞構造体を形成させる製造方法である。この方法では、細胞構造体のいずれの部位も、非血管系の細胞および血管系の細胞のいずれかが、大きく偏在することのない細胞構造体を製造することが可能となる。
As a manufacturing method of a cell structure in the case of including both non-vascular cells and vascular cells, for example, the following manufacturing methods (a) to (c) can be suitably mentioned.
(A) is a production method comprising the step of forming cell structures using non-vasculature cells by the method described above, and then adding vasculocytes and a biocompatible polymer block. Here, “the step of adding the cells of the vascular system and the high biocompatibility molecular block” refers to the method of fusing the prepared mosaic-like cell masses with each other and the method of increasing the volume under differentiation medium or growth medium as described above. , Including all. According to this method, (i) the area of non-vasculature cells is larger in the central part of the cell structure as compared to the cells of the vasculature, and in the peripheral part, the vasculature is more compared to the non-vascular cells. A cell structure with a large area of cells, (ii) a cell structure in which the area of central non-vascular cells is larger than the area of peripheral non-vascular cells, (iii) cells It is possible to produce a cell structure in which the area of the central vasculature cells of the construct is less than the area of the peripheral vasculature cells.
(B) is a production method comprising the steps of forming cell structures by using the cells of the vasculature by the method described above, and then adding non-vasculature cells and a biocompatible polymer block. Here, "the step of adding non-vascular cells and a biocompatible polymer block" refers to the method of fusing the prepared mosaic-like cell masses with each other and the volume increase under differentiation medium or growth medium as described above. Methods, including all. According to this method, (i) the area of the cells of the duct system is larger in the central part of the cell structure compared to the cells of the non vascular system, and in the peripheral part, the non vascular system is compared with the cells of the vascular system. A cell structure with a large area of cells, (ii) a cell structure in which the area of cells in the central vasculature of the cell structure is larger than the area of cells in the peripheral vasculature, (iii) the cell structure It is possible to produce a cell structure in which the area of non-vascular cells in the central part is smaller than the area of non-vascular cells in the peripheral part.
(C) is a manufacturing method in which cells of non-vascular system and cells of vascular system are substantially simultaneously used to form a cell structure by the method described above. In this method, it is possible to produce a cell structure in which any of non-vasculature cells and cells of vasculature do not become largely unevenly distributed at any part of the cell structure.

移植後、移植部位に血管を形成する観点では、細胞構造体の中心部では、非血管系の細胞と比較して、血管系の細胞の面積が多く、周辺部では、血管系の細胞と比較して、非血管系の細胞の面積が多い細胞構造体や、中心部の血管系の細胞の面積が、周辺部の血管系の細胞の面積より多い、細胞構造体であることが好ましく、当該細胞構造体とすることにより、血管形成をより促進することができる。更に、当該細胞構造体において、中心部に存在する細胞数が多い方が、血管形成をより促進することができる。
同様の理由で、血管系の細胞により細胞構造体を形成した後、非血管系の細胞および生体親和性高分子ブロックを加える工程を有する製造方法が好ましい。そして、血管系の細胞数を多くすることがさらに好ましい。
From the viewpoint of forming blood vessels at the transplantation site after transplantation, the area of the cells of the vascular system is larger at the center of the cell structure compared to the cells of the non-vascular system, and compared to the cells of the vascular system at the periphery. Preferably, the cell structure is a cell structure in which the area of non-vascular cells is large, and the area of cells in the central vasculature is larger than the area of cells in the peripheral vasculature, Angiogenesis can be further promoted by using a cell structure. Furthermore, in the cell structure, the larger the number of cells present in the center, the more the blood vessel formation can be promoted.
For the same reason, it is preferable to have a production method comprising the steps of forming cell structures with cells of vasculature and then adding non-vasculature cells and a biocompatible polymer block. And, it is more preferable to increase the number of cells in the vascular system.

(8)細胞構造体の用途
本発明の細胞構造体は、例えば、重症心不全、重度心筋梗塞等の心臓疾患、脳虚血・脳梗塞といった疾患部位に細胞移植の目的で使用できる。また、糖尿病性の腎臓、膵臓、末梢神経、眼、四肢の血行障害などの疾患に対しても用いることが出来る。移植方法としては、切開、注射、内視鏡といったものが使用可能である。本発明の細胞構造体は、細胞シートといった細胞移植物とは異なり、構造体のサイズを小さくすることができるため、注射による移植といった低侵襲の移植方法が可能となる。
(8) Use of Cell Structure The cell structure of the present invention can be used, for example, for the purpose of cell transplantation at a disease site such as a heart failure such as severe heart failure or severe myocardial infarction, or cerebral ischemia or cerebral infarction. In addition, it can also be used for diseases such as diabetic kidney, pancreas, peripheral nerve, eye, limb circulation disorder and the like. As an implantation method, an incision, an injection, an endoscope and the like can be used. The cell construct of the present invention can reduce the size of the construct, unlike cell transplants such as cell sheets, thereby enabling a minimally invasive transplantation method such as implantation by injection.

また、本発明によれば細胞移植方法が提供される。本発明の細胞移植方法は、前記した本発明の細胞構造体を用いることを特徴とするものである。細胞構造体の好適な範囲は前述と同様である。   Also, according to the present invention, a cell transplantation method is provided. The cell transplantation method of the present invention is characterized by using the above-mentioned cell structure of the present invention. The preferred range of the cell construct is the same as described above.

以下の実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は実施例によって限定されるものではない。   The present invention will be described more specifically by the following examples, but the present invention is not limited by the examples.

[材料及び容器]
[リコンビナントペプチド(リコンビナントゼラチン)]
リコンビナントペプチド(リコンビナントゼラチン)として以下記載のCBEを用意した(WO2008-103041に記載)。
CBE3
分子量:51.6kD
構造: GAP[(GXY)63]G
アミノ酸数:571個
RGD配列:12個
イミノ酸含量:33%
ほぼ100%のアミノ酸がGXYの繰り返し構造である。CBE3のアミノ酸配列には、セリン、スレオニン、アスパラギン、チロシン及びシステインは含まれていない。CBE3はERGD配列を有している。
等電点:9.34、GRAVY値:-0.682、1/IOB値:0.323
[Materials and container]
[Recombinant peptide (recombinant gelatin)]
The CBE described below was prepared as a recombinant peptide (recombinant gelatin) (described in WO2008-103041).
CBE3
Molecular weight: 51.6 kD
Structure: GAP [(GXY) 63 ] 3 G
Amino acid number: 571 RGD sequence: 12 imino acid content: 33%
Almost 100% of the amino acids are GXY repeating structures. The amino acid sequence of CBE3 does not include serine, threonine, asparagine, tyrosine and cysteine. CBE3 has the ERGD sequence.
Isoelectric point: 9.34, GRAVY value: -0.682, 1 / IOB value: 0. 323

アミノ酸配列(配列表の配列番号1)(WO2008/103041号公報の配列番号3と同じ。但し末尾のXは「P」に修正)
GAP(GAPGLQGAPGLQGMPGERGAAGLPGPKGERGDAGPKGADGAPGAPGLQGMPGERGAAGLPGPKGERGDAGPKGADGAPGKDGVRGLAGPIGPPGERGAAGLPGPKGERGDAGPKGADGAPGKDGVRGLAGPIGPPGPAGAPGAPGLQGMPGERGAAGLPGPKGERGDAGPKGADGAPGKDGVRGLAGPP)3G
Amino acid sequence (SEQ ID NO: 1 in the sequence listing) (same as SEQ ID NO: 3 of WO2008 / 103041. However, X at the end is corrected to "P")
GAP (GAPGLQ GAPGLQ GMP GERGAAGLPGPKGERGDAGPKGAD GAP GAP GAP GAP GAP ERG AGAGPGPG ERG ERG GP KG KD KD G A A A A A G GAP GAP GAP GAP GAP GAP GAP GAP GAP GAP GAP GAP GAP GAP GAP GAP GAP GAP GAP GAP GAP GAP GAP GAP GAP GAP GAP

[PTFE厚・円筒形容器]
底面厚さ3mm、直径51mm、側面厚さ8mm、高さ25mmのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)製円筒カップ状容器を用意した。円筒カップは曲面を側面としたとき、側面は8mmのPTFEで閉鎖されており、底面(平板の円形状)も3mmのPTFEで閉鎖されている。一方、上面は開放された形をしている。よって、円筒カップの内径は43mmになっている。以後、この容器のことをPTFE厚・円筒形容器と呼称する。
[PTFE thick and cylindrical container]
A polytetrafluoroethylene (PTFE) cylindrical cup-shaped container having a bottom thickness of 3 mm, a diameter of 51 mm, a side thickness of 8 mm and a height of 25 mm was prepared. When the cylindrical cup has a curved side, the side is closed with 8 mm of PTFE, and the bottom surface (the circular shape of the flat plate) is also closed with 3 mm of PTFE. On the other hand, the upper surface has an open shape. Thus, the inner diameter of the cylindrical cup is 43 mm. Hereinafter, this container is referred to as a PTFE thick / cylindrical container.

[アルミ硝子板・円筒形容器]
厚さ1mm、直径47mmのアルミ製円筒カップ状容器を用意した。円筒カップは曲面を側面としたとき、側面は1mmのアルミで閉鎖されており、底面(平板の円形状)も1mmのアルミで閉鎖されている。一方、上面は開放された形をしている。また、側面の内部にのみ、肉厚1mmのテフロン(登録商標)を均一に敷き詰め、結果として円筒カップの内径は45mmになっている。また、この容器の底面にはアルミの外に2.2mmの硝子板を接合した状態にしておく。以後、この容器のことをアルミ硝子・円筒形容器と呼称する。
[Aluminum glass plate / cylindrical container]
An aluminum cylindrical cup-shaped container having a thickness of 1 mm and a diameter of 47 mm was prepared. When the cylindrical cup is a curved side, the side is closed with 1 mm of aluminum, and the bottom surface (the circular shape of the flat plate) is also closed with 1 mm of aluminum. On the other hand, the upper surface has an open shape. In addition, 1 mm thick Teflon (registered trademark) is uniformly spread only inside the side surface, and as a result, the inner diameter of the cylindrical cup is 45 mm. In addition, a 2.2 mm glass plate is bonded to the bottom of the container in addition to aluminum. Hereinafter, this container is referred to as an aluminum glass / cylindrical container.

[実施例1]
[差温の小さい凍結工程、および乾燥工程]
PTFE厚・円筒形容器、アルミ硝子板・円筒形容器、にCBE3水溶液を流し込み、真空凍結乾燥機(TF5−85ATNNN:宝製作所)内で冷却棚板を用いて底面からCBE3水溶液を冷却した。
この際の容器、CBE3水溶液の最終濃度、液量、および棚板温度の設定の組み合わせは、以下に記載の通りで用意した。
Example 1
[Freezing process with small temperature difference, and drying process]
The CBE3 aqueous solution was poured into a PTFE thick / cylindrical container, an aluminum glass plate / cylindrical container, and the CBE3 aqueous solution was cooled from the bottom using a cooling shelf in a vacuum freeze dryer (TF5-85ATNNN: Takara Seisakusho).
The combination of the container, the final concentration of the CBE3 aqueous solution, the amount of liquid, and the setting of the shelf plate temperature at this time was prepared as described below.

「ア」 PTFE厚・円筒形容器、CBE3水溶液の最終濃度4質量%、水溶液量4mL。 棚板温度の設定は、−10℃になるまで冷却し、−10℃で1時間、その後−20℃で2時間、さらに−40℃で3時間、最後に−50℃で1時間凍結を行った。本凍結品はその後、棚板温度を−20℃設定に戻してから−20℃で24時間の真空乾燥を行い、24時間後にそのまま真空乾燥を続けた状態で棚板温度を20℃へ上昇させ、十分に真空度が下がる(1.9×10Pa)まで、さらに20℃で48時間の真空乾燥を実施した後に、真空凍結乾燥機から取り出した。それによって多孔質体を得た。
「イ」 アルミ・硝子板・円筒形容器、CBE3水溶液の最終濃度4質量%、水溶液量4mL。 棚板温度の設定は、−10℃になるまで冷却し、−10℃で1時間、その後−20℃で2時間、さらに−40℃で3時間、最後に−50℃で1時間凍結を行った。本凍結品はその後、棚板温度を−20℃設定に戻してから−20℃で24時間の真空乾燥を行い、24時間後にそのまま真空乾燥を続けた状態で棚板温度を20℃へ上昇させ、十分に真空度が下がる(1.9×10Pa)まで、さらに20℃で48時間の真空乾燥を実施した後に、真空凍結乾燥機から取り出した。それによって多孔質体を得た。
「ウ」 PTFE厚・円筒形容器、CBE3水溶液の最終濃度4質量%、水溶液量10mL。 棚板温度の設定は、−10℃になるまで冷却し、−10℃で1時間、その後−20℃で2時間、さらに−40℃で3時間、最後に−50℃で1時間凍結を行った。本凍結品はその後、棚板温度を−20℃設定に戻してから−20℃で24時間の真空乾燥を行い、24時間後にそのまま真空乾燥を続けた状態で棚板温度を20℃へ上昇させ、十分に真空度が下がる(1.9×10Pa)まで、さらに20℃で48時間の真空乾燥を実施した後に、真空凍結乾燥機から取り出した。それによって多孔質体を得た。
"A" PTFE thick cylindrical container, final concentration 4% by mass of CBE3 aqueous solution, 4 mL aqueous solution volume. Set the shelf temperature to -10 ° C, cool at -10 ° C for 1 hour, then at -20 ° C for 2 hours, then at -40 ° C for 3 hours and finally at -50 ° C for 1 hour. The The frozen product is then vacuum dried at -20 ° C for 24 hours after returning the shelf temperature to -20 ° C, and after 24 hours, the shelf temperature is raised to 20 ° C while vacuum drying is continued. After vacuum drying was further performed at 20 ° C. for 48 hours until the degree of vacuum was sufficiently lowered (1.9 × 10 5 Pa), it was removed from the vacuum lyophilizer. A porous body was thereby obtained.
"A" Aluminum, glass plate, cylindrical container, final concentration 4% by mass of CBE3 aqueous solution, aqueous solution volume 4 mL. Set the shelf temperature to -10 ° C, cool at -10 ° C for 1 hour, then at -20 ° C for 2 hours, then at -40 ° C for 3 hours and finally at -50 ° C for 1 hour. The The frozen product is then vacuum dried at -20 ° C for 24 hours after returning the shelf temperature to -20 ° C, and after 24 hours, the shelf temperature is raised to 20 ° C while vacuum drying is continued. After vacuum drying was further performed at 20 ° C. for 48 hours until the degree of vacuum was sufficiently lowered (1.9 × 10 5 Pa), it was removed from the vacuum lyophilizer. A porous body was thereby obtained.
"C" PTFE thick cylindrical container, final concentration 4% by mass of CBE3 aqueous solution, 10 mL aqueous solution volume. Set the shelf temperature to -10 ° C, cool at -10 ° C for 1 hour, then at -20 ° C for 2 hours, then at -40 ° C for 3 hours and finally at -50 ° C for 1 hour. The The frozen product is then vacuum dried at -20 ° C for 24 hours after returning the shelf temperature to -20 ° C, and after 24 hours, the shelf temperature is raised to 20 ° C while vacuum drying is continued. After vacuum drying was further performed at 20 ° C. for 48 hours until the degree of vacuum was sufficiently lowered (1.9 × 10 5 Pa), it was removed from the vacuum lyophilizer. A porous body was thereby obtained.

[比較例1]
[差温の大きい凍結工程、および乾燥工程]
アルミ硝子板・円筒形容器にCBE3水溶液を4mL流し込み、冷凍庫内で冷却棚板を用いて底面からCBE3水溶液を冷却した。この際の容器、CBE3水溶液の最終濃度、液量、および棚板温度の設定の組み合わせは、以下に記載の通りで用意した。また、棚板温度は予め設定温度になるまで十分冷却しておいたところへ、CBE3水溶液入りの容器を設置することで凍結を実施した。
Comparative Example 1
[Freezing process with large temperature difference, and drying process]
4 mL of CBE 3 aqueous solution was poured into an aluminum glass plate / cylindrical container, and the CBE 3 aqueous solution was cooled from the bottom using a cooling shelf in a freezer. The combination of the container, the final concentration of the CBE3 aqueous solution, the amount of liquid, and the setting of the shelf plate temperature at this time was prepared as described below. Moreover, freezing was implemented by installing the container containing CBE3 aqueous solution to the place which shelf plate temperature fully cooled beforehand until it became preset temperature.

「エ」 アルミ硝子板・円筒形容器、CBE3水溶液の最終濃度4質量%、水溶液量4mL。 棚板温度の設定は、予め−60℃に冷却しておいたところへCBE3水溶液入りのアルミ硝子板・容器を置く形にし、棚板温度はそのまま−60℃を維持して、凍結を行った。本凍結品に対して、その後、凍結乾燥を行い、多孔質体を得た。
「オ」 アルミ硝子板・円筒形容器、CBE3水溶液の最終濃度7.5質量%、水溶液量4mL。 棚板温度の設定は、予め−60℃に冷却しておいたところへCBE3水溶液入りのアルミ硝子板・容器を置く形にし、棚板温度はそのまま−60℃を維持して、凍結を行った。本凍結品に対して、その後、凍結乾燥を行い、多孔質体を得た。
「カ」 アルミ硝子板・円筒形容器、CBE3水溶液の最終濃度4質量%、水溶液量4mL。 棚板温度の設定は、予め−40℃に冷却しておいたところへCBE3水溶液入りのアルミ硝子板・容器を置く形にし、棚板温度はそのまま−40℃を維持して、凍結を行った。本凍結品に対して、その後、凍結乾燥を行い、多孔質体を得た。
"D" Aluminum glass plate / cylindrical container, final concentration 4% by mass of CBE3 aqueous solution, 4 mL aqueous solution volume. The shelf temperature was set by placing an aluminum glass plate / container with CBE3 aqueous solution in a place where it had been cooled to -60 ° C in advance, and freezing was performed while maintaining the shelf temperature at -60 ° C. . The frozen product was then freeze-dried to obtain a porous body.
"A" Aluminum glass plate / cylindrical container, final concentration of CBE3 aqueous solution 7.5% by mass, amount of aqueous solution 4 mL. The shelf temperature was set by placing an aluminum glass plate / container with CBE3 aqueous solution in a place where it had been cooled to -60 ° C in advance, and freezing was performed while maintaining the shelf temperature at -60 ° C. . The frozen product was then freeze-dried to obtain a porous body.
"Ca" Aluminum glass plate / cylindrical container, final concentration 4% by mass of CBE3 aqueous solution, 4 mL aqueous solution volume. The shelf temperature was set by placing an aluminum glass plate / container with CBE3 aqueous solution in a place where it had been cooled to -40 ° C in advance, and freezing was performed while maintaining the shelf temperature at -40 ° C. . The frozen product was then freeze-dried to obtain a porous body.

[実施例2]
[各凍結工程での差温測定]
「ア」〜「カ」のそれぞれについて、溶液内で冷却側から最も遠い場所の液温(非冷却面液温)として容器内の円中心部の水表面液温を、また、溶液内で冷却側に最も近い液温(冷却面液温)として容器内の底部の液温を測定した。
その結果、それぞれの温度とその差温のプロファイルは図1〜図6の通りとなった。
この図1、図2、図3から「ア」、「イ」、「ウ」では棚板温度−10℃設定区間(−20℃度に下げる前)において液温が融点である0℃を下回り、かつその状態で凍結が起こっていない(未凍結・過冷却)状態であることがわかる。また、この状態で、冷却面液温と非冷却面液温の差温が2.5℃以下となっていた。その後、棚板温度を−20℃へ更に下げていくことによって、液温が0℃付近へ急激に上昇するタイミングが確認され、ここで凝固熱が発生し凍結が開始されたことが分かる。また、そのタイミングで実際に氷形成が始まっていることも確認出来た。その後、温度は0℃付近を一定時間経過していく。ここでは、水と氷の混合物が存在する状態となっていた。最後0℃から再び温度降下が始まるが、この時、液体部分はなくなり氷となっている。従って、測定している温度は氷内部の固体温度となり、つまり液温ではなくなる。
Example 2
[Differential temperature measurement in each freezing step]
For each of “A” to “Ca”, the water surface liquid temperature at the center of the circle in the container as the liquid temperature in the solution farthest from the cooling side in the solution (non-cooled surface liquid temperature) The liquid temperature at the bottom of the container was measured as the liquid temperature closest to the side (cooling surface liquid temperature).
As a result, profiles of respective temperatures and their differential temperatures are as shown in FIGS. 1 to 6.
From this Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3, the liquid temperature falls below 0 ° C, which is the melting point, in the shelf temperature -10 ° C setting section (before lowering to -20 ° C) for "A", "I" and "U". In this state, it is understood that freezing is not occurring (non-freezing / supercooling). Moreover, in this state, the temperature difference between the cooling surface liquid temperature and the non-cooling surface liquid temperature was 2.5 ° C. or less. Thereafter, by further lowering the shelf temperature to -20 ° C, the timing at which the liquid temperature rapidly rises to around 0 ° C is confirmed, and it can be seen that the heat of solidification is generated and freezing is started here. It was also confirmed that ice formation actually started at that timing. Thereafter, the temperature passes for a certain time around 0 ° C. Here, a mixture of water and ice was present. The temperature drop starts again from 0 ° C at this time, but at this time, the liquid portion disappears and it is ice. Therefore, the temperature being measured is the solid temperature inside ice, that is, not the liquid temperature.

以下に、「ア」、「イ」、「ウ」について、非冷却面液温が融点(0℃)になった時の差温、棚板温度を−10℃から−20℃へ下げる直前の差温と、凝固熱発生直前の差温を記載する。尚、本発明で言うところの「直前の差温」とは、当該イベントの1秒前〜20秒前までの間で検知可能な温度差の内、最も高い温度のことを表している。   Below, about “A”, “I” and “U”, the differential temperature when the non-cooling surface liquid temperature reaches the melting point (0 ° C), just before lowering the shelf temperature from −10 ° C to −20 ° C Describe the differential temperature and the differential temperature just before the heat of solidification is generated. The term "differential temperature immediately before" as used in the present invention refers to the highest temperature among the temperature differences detectable between 1 second and 20 seconds before the event.

「ア」
非冷却面液温が融点(0℃)になった時の差温:1.1℃
−10℃から−20℃へ下げる直前の差温:0.2℃
凝固熱発生直前の差温:1.1℃
"A"
Differential temperature when uncooled surface liquid temperature reaches melting point (0 ° C): 1.1 ° C
Differential temperature just before lowering from -10 ° C to -20 ° C: 0.2 ° C
Differential temperature just before heat of solidification: 1.1 ° C

「イ」
非冷却面液温が融点(0℃)になった時の差温:1.0℃
−10℃から−20℃へ下げる直前の差温:0.1℃
凝固熱発生直前の差温:0.9℃
"I"
Differential temperature when uncooled surface liquid temperature reaches melting point (0 ° C): 1.0 ° C
Differential temperature just before lowering from -10 ° C to -20 ° C: 0.1 ° C
Differential temperature just before the heat of solidification: 0.9 ° C

「ウ」
非冷却面液温が融点(0℃)になった時の差温:1.8℃
−10℃から−20℃へ下げる直前の差温:1.1℃
凝固熱発生直前の差温:2.1℃
"U"
Differential temperature when uncooled surface liquid temperature reaches melting point (0 ° C): 1.8 ° C
Differential temperature just before lowering from -10 ° C to -20 ° C: 1.1 ° C
Differential temperature just before the heat of solidification: 2.1 ° C

これらを以後、「差温の小さい凍結工程・多孔質体」と呼称する。   These are hereinafter referred to as "a freezing step / porous body having a small temperature difference".

また、「エ」、「オ」、「カ」について、図4〜図6から−40℃あるいは−60℃の棚板で急速に冷却されることによって、液温が融点である0℃以下になった状態(未凍結状態・過冷却状態)において、差温が4℃以上あり、凝固熱発生直前まで差温が大きい状態であることが分かる。
以下に、「エ」、「オ」、「カ」について、非冷却面液温が融点(0℃)になった時の差温と、凝固熱発生直前の差温を記載する。
In addition, the liquid temperature is cooled to 0 ° C or lower, which is the melting point, by rapidly cooling the cabinet plate at -40 ° C or -60 ° C from Figs. In the state (non-freezing state / supercooling state), the differential temperature is 4 ° C. or more, and it can be seen that the differential temperature is large just before the heat of solidification is generated.
The differential temperatures when the non-cooling surface liquid temperature reaches the melting point (0 ° C.) and the differential temperatures immediately before the heat of solidification are described below for “D”, “E”, and “F”.

「エ」
非冷却面液温が融点(0℃)になった時の差温:5.4℃
凝固熱発生直前の差温:4.2℃
"D"
Differential temperature when uncooled surface liquid temperature reaches melting point (0 ° C): 5.4 ° C
Differential temperature just before the heat of solidification: 4.2 ° C

「オ」
非冷却面液温が融点(0℃)になった時の差温:6.9℃
凝固熱発生直前の差温:5.3℃
"O"
Differential temperature when the uncooled surface liquid temperature reaches the melting point (0 ° C): 6.9 ° C
Differential temperature just before solidification heat generation: 5.3 ° C

「カ」
非冷却面液温が融点(0℃)になった時の差温:5.9℃
凝固熱発生直前の差温:3.3℃
"Ca"
Differential temperature when the uncooled surface liquid temperature reaches the melting point (0 ° C): 5.9 ° C
Differential temperature just before the heat of solidification: 3.3 ° C

これらを以後、「差温の大きい凍結工程・多孔質体」と呼称する。   These are hereinafter referred to as "a freezing step / porous body having a large differential temperature".

[実施例3]
[1質量%エタノール含有溶液での、差温の小さい凍結工程、および乾燥工程]
PTFE厚・円筒形容器、およびアルミ硝子板・円筒形容器に1%(w/w)エタノール含有CBE3水溶液を流し込み、真空凍結乾燥機(TF5−85ATNNN:宝製作所)内で冷却棚板を用いて底面からCBE3水溶液を冷却した。最終濃度1質量%エタノール含有水溶液とすることで、融点は−0.4℃となる。エタノール/水濃度比における融点変化は文献「Pickering S.U.: A Study of the Properties of some Strong Solutions. J.Chem.Soc.London 63 (1893) 998-1027」から計算した。
この際の容器、CBE3水溶液の最終濃度、液量、および棚板温度の設定の組み合わせは、以下に記載の通りで用意した。
[Example 3]
[Low-temperature freezing step and drying step with 1% by mass ethanol-containing solution]
Pour CBE3 aqueous solution containing 1% (w / w) ethanol into a PTFE thick / cylindrical container and an aluminum glass plate / cylindrical container and use a cooling shelf in a vacuum freeze dryer (TF5-85ATNNN: Takara Seisakusho) The CBE3 aqueous solution was cooled from the bottom. The melting point is −0.4 ° C. by setting the final concentration to 1% by mass ethanol-containing aqueous solution. The melting point change in the ethanol / water concentration ratio was calculated from the document "Pickering SU: A Study of the Properties of some Strong Solutions. J. Chem. Soc. London 63 (1893) 998-1027".
The combination of the container, the final concentration of the CBE3 aqueous solution, the amount of liquid, and the setting of the shelf plate temperature at this time was prepared as described below.

「アア」 PTFE厚・円筒形容器、CBE3水溶液の最終濃度4質量%、エタノール最終濃度1質量%、水溶液量4mL。 棚板温度の設定は、−10℃になるまで冷却し、−10℃で1時間、その後−20℃で2時間、さらに−40℃で3時間、最後に−50℃で1時間凍結を行った。本凍結品はその後、棚板温度を−20℃設定に戻してから−20℃で24時間の真空乾燥を行い、24時間後にそのまま真空乾燥を続けた状態で棚板温度を20℃へ上昇させ、十分に真空度が下がるまで、さらに20℃で48時間の真空乾燥を実施した後に、真空凍結乾燥機から取り出した。それによって多孔質体を得た。 "Aa" PTFE thick cylindrical container, final concentration 4% by mass of CBE3 aqueous solution, final concentration 1% ethanol by ethanol, amount of aqueous solution 4 mL. Set the shelf temperature to -10 ° C, cool at -10 ° C for 1 hour, then at -20 ° C for 2 hours, then at -40 ° C for 3 hours and finally at -50 ° C for 1 hour. The The frozen product is then vacuum dried at -20 ° C for 24 hours after returning the shelf temperature to -20 ° C, and after 24 hours, the shelf temperature is raised to 20 ° C while vacuum drying is continued. After vacuum drying was further carried out at 20 ° C. for 48 hours until the degree of vacuum was sufficiently lowered, it was removed from the vacuum lyophilizer. A porous body was thereby obtained.

「イイ」 アルミ硝子板・円筒形容器、CBE3水溶液の最終濃度4質量%、エタノール最終濃度1質量%、水溶液量4mL。 棚板温度の設定は、−10℃になるまで冷却し、−10℃で1時間、その後−20℃で2時間、さらに−40℃で3時間、最後に−50℃で1時間凍結を行った。本凍結品はその後、棚板温度を−20℃設定に戻してから−20℃で24時間の真空乾燥を行い、24時間後にそのまま真空乾燥を続けた状態で棚板温度を20℃へ上昇させ、十分に真空度が下がるまで、さらに20℃で48時間の真空乾燥を実施した後に、真空凍結乾燥機から取り出した。それによって多孔質体を得た。 "Good" Aluminum glass plate / cylindrical container, final concentration 4% by mass of aqueous solution of CBE3, final concentration of ethanol 1% by mass, amount of aqueous solution 4 mL. Set the shelf temperature to -10 ° C, cool at -10 ° C for 1 hour, then at -20 ° C for 2 hours, then at -40 ° C for 3 hours and finally at -50 ° C for 1 hour. The The frozen product is then vacuum dried at -20 ° C for 24 hours after returning the shelf temperature to -20 ° C, and after 24 hours, the shelf temperature is raised to 20 ° C while vacuum drying is continued. After vacuum drying was further carried out at 20 ° C. for 48 hours until the degree of vacuum was sufficiently lowered, it was removed from the vacuum lyophilizer. A porous body was thereby obtained.

[1質量%エタノール含有溶液の、凍結工程での差温測定]
「アア」、「イイ」について、溶液内で冷却側から最も遠い場所の液温(非冷却面液温)として容器内の円中心部の水表面液温を、また、溶液内で冷却側に最も近い液温(冷却面液温)として容器内の底部の液温を測定した。尚、ここでは1質量%エタノールが溶媒となる為、溶媒融点は−0.4℃となる。エタノール/水濃度比における融点変化は文献「Pickering S.U.: A Study of the Properties of some Strong Solutions. J.Chem.Soc.London 63 (1893) 998-1027」から計算した。
[Differential temperature measurement in freezing step of 1% by mass ethanol-containing solution]
For “A” and “B”, the liquid surface temperature of the center of the circle in the container as the liquid temperature (uncooled surface liquid temperature) farthest from the cooling side in the solution, and on the cooling side in the solution The liquid temperature at the bottom of the container was measured as the closest liquid temperature (cooling surface liquid temperature). In addition, since 1 mass% ethanol becomes a solvent here, solvent melting | fusing point becomes -0.4 degreeC. The melting point change in the ethanol / water concentration ratio was calculated from the document "Pickering SU: A Study of the Properties of some Strong Solutions. J. Chem. Soc. London 63 (1893) 998-1027".

その結果、それぞれの温度とその差温のプロファイルは図7、図8の通りとなった。
この図7、8から「アア」、「イイ」では、棚板温度−10℃設定区間において液温が融点である−0.4℃を下回り、かつその状態で凍結が起こっていない(未凍結・過冷却)状態であることがわかる。また、この状態で、冷却面液温と非冷却面液温の差温が2℃以下となっていた。その後、棚板温度を−20℃へ更に下げていくことによって、液温が−0.4℃付近へ急激に上昇するタイミングが確認され、ここで凝固熱が発生し凍結が開始されたことが分かる。また、そのタイミングで実際に氷形成が始まっていることも確認出来た。その後、温度は−0.4℃付近を一定時間経過していく。ここでは、水と氷の混合物が存在する状態となっていた。最後0℃から再び温度降下が始まるが、この時、液体部分はなくなり氷となっている。従って、測定している温度は氷内部の固体温度となり、つまり液温ではなくなる。
As a result, profiles of respective temperatures and their differential temperatures are as shown in FIG. 7 and FIG.
From FIGS. 7 and 8, in "A" and "B", the liquid temperature is below the melting point of -0.4.degree. C. in the shelf temperature -10.degree. C. setting section, and freezing does not occur in that state (not frozen)・ It turns out that it is a supercooling state. Moreover, in this state, the temperature difference between the cooling surface liquid temperature and the non-cooling surface liquid temperature was 2 ° C. or less. After that, by further lowering the shelf temperature to -20 ° C, the timing at which the liquid temperature rapidly rises to around -0.4 ° C was confirmed, where the heat of solidification was generated and freezing was started. I understand. It was also confirmed that ice formation actually started at that timing. Thereafter, the temperature passes for a certain time around -0.4 ° C. Here, a mixture of water and ice was present. The temperature drop starts again from 0 ° C at this time, but at this time, the liquid portion disappears and it is ice. Therefore, the temperature being measured is the solid temperature inside ice, that is, not the liquid temperature.

以下に、「アア」、「イイ」について、非冷却面液温が融点(−0.4℃)になった時の差温、棚板温度を−10℃から−20℃へ下げる直前の差温と、凝固熱発生直前の差温を記載する。   Below, the difference temperature when the non-cooling surface liquid temperature reaches the melting point (-0.4 ° C) and the difference just before lowering the shelf temperature from -10 ° C to -20 ° C Describe the temperature and the temperature difference just before the heat of solidification.

「アア」
非冷却面液温が融点(−0.4℃)になった時の差温:0.8℃
−10℃から−20℃へ下げる直前の差温:0.3℃
凝固熱発生直前の差温:0.8℃
"Aa"
Differential temperature when uncooled surface liquid temperature reaches melting point (-0.4 ° C): 0.8 ° C
Differential temperature just before lowering from -10 ° C to -20 ° C: 0.3 ° C
Differential temperature just before solidification heat generation: 0.8 ° C

「イイ」
非冷却面液温が融点(−0.4℃)になった時の差温:1.3℃
−10℃から−20℃へ下げる直前の差温:0.0℃
凝固熱発生直前の差温:1.3℃
"good"
Differential temperature when uncooled surface liquid temperature reaches melting point (-0.4 ° C): 1.3 ° C
Differential temperature just before lowering from -10 ° C to -20 ° C: 0.0 ° C
Differential temperature just before the heat of solidification: 1.3 ° C

これらの結果、「ア」や「イ」と同様、「差温の小さい凍結工程・多孔質体」として作製できた。   As a result of these, like "A" and "I", it was able to be manufactured as "a freezing process and a porous body with small temperature difference".

[実施例4]
[多孔質体の構造均一性評価]
「ア」、「イ」、「ウ」、「エ」、「オ」、「カ」、「アア」、「イイ」で得られたCBE3多孔質体について、多孔質の構造均一性評価を実施した。得られた多孔質体を160℃、20時間の熱架橋を施し、不溶化したのち、十分時間、生理食塩水で膨潤。その後、ミクロトームで凍結組織切片を作製し、HE(ヘマトキシリン・エオシン))染色標本を作製した。得られた標本画像を図9〜12に示す。得られた標本画像中の1.5mm四方視野に対して、画像解析ソフトImageJにより、2次元フーリエ変換(FFT)を施すと図9〜12に示される2次元フーリエ変換画像が得られる。この2次元フーリエ変換によって、製剤に不均一な方向性が確認される場合は、特に軸方向に強いパワースペクトルが観測されることとなる。この不均一性の評価手法は、非特許文献「コンクリート工学年次論文集、vol.22、No.1,2000、p.211、 2次元フーリエ変換によるコンクリートの汚れの評価手法に関する基礎的研究、兼松学、北垣亮馬、野口貴文、友澤史紀」などで知られる手法を多孔質体の均一性評価に応用したものである。
Example 4
[Evaluation of structural uniformity of porous material]
Evaluation of the porous structure uniformity of CBE3 porous bodies obtained by "A", "I", "U", "E", "O", "A", "A" and "I" did. The obtained porous body is thermally crosslinked at 160 ° C. for 20 hours to be insolubilized, and then swollen with physiological saline for a sufficient time. Thereafter, frozen tissue sections were prepared with a microtome, and HE (Hematoxylin Eosin)) stained specimens were prepared. The obtained sample images are shown in FIGS. When a two-dimensional Fourier transform (FFT) is applied to the 1.5 mm square field of view in the obtained sample image by the image analysis software ImageJ, a two-dimensional Fourier transform image shown in FIGS. When the two-dimensional Fourier transform confirms nonuniform orientation in the preparation, a strong power spectrum is observed particularly in the axial direction. This non-uniformity evaluation method is based on the non-patent document “Concrete Engineering Annual Proceedings, vol.22, No.1, 2000, p. 211, Basic research on evaluation method of soiling of concrete by two-dimensional Fourier transform, The method known by Kanematsu Studies, Kitagaki Kama, Noguchi Takafumi, Tomozawa Fuminori, etc. is applied to uniformity evaluation of porous bodies.

更に、本発明では、軸方向のパワースペクトル有無について、2次元フーリエ変換画像のy軸下端についてラインプロファイルをとることで規定した。具体的には、y軸下端から、画像ピクセルサイズの10分の1ピクセル幅について、x軸座標辺りの輝度値を平均してプロットしたグラフを作成した。たとえば512ピクセル×512ピクセルの2次元フーリエ変換画像から、51ピクセル幅のラインプロファイルとして、ソフトウェア「Gwyddion2.31」によってラインプロファイルを計測した。各ラインプロファイルを図9〜12に示す。これにより、ラインプロファイルのベースのバラつき値をσとした際、中心部分(ラインプロファイルのxが最大値の半分のところ)に、2.0σ以上のピークが検出された場合、軸方向にパワースペクトルが存在すると判断した。このパワースペクトルが存在する場合が不均一な多孔質体。パワースペクトルが存在しない場合が均一多孔質体、とした。   Furthermore, in the present invention, the presence or absence of the power spectrum in the axial direction is defined by taking a line profile at the lower end of the y-axis of the two-dimensional Fourier transform image. Specifically, a graph was created in which the luminance values around the x-axis coordinate were averaged and plotted from the lower end of the y-axis to a width of 1/10 of the image pixel size. For example, the line profile was measured by the software “Gwyddion 2.31” as a 51 pixel wide line profile from a 512 pixel × 512 pixel two-dimensional Fourier transform image. Each line profile is shown in FIGS. Thus, assuming that the variance of the base of the line profile is σ, if a peak of 2.0σ or more is detected in the central portion (x of the line profile at half of the maximum value), the power spectrum in the axial direction is obtained. Was determined to exist. Inhomogeneous porous body in the presence of this power spectrum. In the case where there was no power spectrum, it was regarded as a uniform porous body.

これにより、差温の小さい凍結工程・多孔質体である「ア」、「イ」、「ウ」、「アア」、「イイ」は均一多孔質体であると分かった。尚、実施例2および3で示した通り、これら多孔質体製造過程における凝固熱発生直前の差温はそれぞれ1.1℃、0.9℃、2.1℃、0.8℃、1.3℃である。   As a result, it was found that "A", "I", "U", "A" and "I", which are freezing processes and porous bodies with small temperature difference, are uniform porous bodies. In addition, as shown in Examples 2 and 3, the differential temperatures immediately before the heat of solidification in the production process of these porous bodies are respectively 1.1 ° C, 0.9 ° C, 2.1 ° C, 0.8 ° C, and 1. It is 3 ° C.

一方、差温の大きい凍結工程・多孔質体である「エ」(2.0σ)、「オ」(6.0σ)、「カ」(3.5σ)が不均一多孔質体であると分かった。尚、実施例2で示した通り、これら多孔質体製造過程における凝固熱発生直前の差温はそれぞれ4.2℃、5.3℃、3.3℃である。   On the other hand, it was found that “D” (2.0σ), “O” (6.0σ) and “Ca” (3.5σ), which are freezing processes and porous bodies with large temperature differences, are non-uniform porous bodies The As shown in Example 2, the differential temperatures immediately before the heat of solidification in the process of producing the porous body are 4.2 ° C., 5.3 ° C. and 3.3 ° C., respectively.

従って、溶媒の融点(水であれば0℃、1質量%エタノール水溶液であれば−0.4℃)以下の過冷却・未凍結状態において、溶液内で冷却側から最も遠い場所の液温(非冷却面液温)と、溶液内で冷却側に最も近い液温(冷却面液温)の差が2.5℃以内となる工程を含むこと、凝固熱発生直前の差温が2.5℃以内とすることで均一な多孔質体が得られていることが分かった。   Therefore, the temperature of the solution farthest from the cooling side in the solution (supercooled or unfreezed state below the melting point of the solvent (0 ° C for water, -0.4 ° C for 1% by mass aqueous ethanol)) Including a step in which the difference between the uncooled surface liquid temperature) and the liquid temperature (cooling surface liquid temperature) closest to the cooling side within the solution is within 2.5 ° C., and the temperature difference immediately before the heat of solidification is 2.5 It was found that a uniform porous body was obtained by setting the temperature to within ° C.

[実施例5] 差温の小さい凍結工程・多孔質体からの差温小ブロックの作製(多孔質体の粉砕と架橋)
実施例1(差温測定は実施例2)で得られた「ア」、「イ」のCBE3多孔質体をニューパワーミル(大阪ケミカル、ニューパワーミルPM−2005)で粉砕した。粉砕は、s最大回転数で1分間×5回、計5分間の粉砕で行った。得られた粉砕物について、ステンレス製ふるいでサイズ分けし、25〜53μm、53〜106μm、106μm〜180μmの未架橋ブロックを得た。その後、減圧下160℃で熱架橋(架橋時間は8時間、16時間、24時間、48時間、72時間、96時間の6種類を実施した)を施して、試料CBE3ブロックを得た。以下、48時間架橋を施した「ア」の多孔質体由来ブロックをE、48時間架橋を施した「イ」の多孔質体由来ブロックをFと呼称する。つまり、E,Fが差温の小さい凍結工程・多孔質体から作られた差温小ブロックである。尚、架橋時間の違いは本願の評価においては性能に影響が見られない為、ここでは48時間架橋したものを代表として使用している。
[Example 5] Freezing step with small temperature difference-Preparation of small temperature block from porous material (pulverization and crosslinking of porous material)
The CBE3 porous bodies of "A" and "A" obtained in Example 1 (differential temperature measurement is Example 2) were ground using a New Power Mill (Osaka Chemical, New Power Mill PM-2005). The grinding was performed by grinding for 1 minute x 5 times at s maximum rotation speed for a total of 5 minutes. The obtained pulverized material was sized with a stainless steel sieve to obtain 25 to 53 μm, 53 to 106 μm, and 106 μm to 180 μm uncrosslinked blocks. Thereafter, thermal crosslinking was carried out at 160 ° C. under reduced pressure (crosslinking time was carried out 6 kinds of 8 hours, 16 hours, 24 hours, 48 hours, 72 hours and 96 hours) to obtain a sample CBE 3 block. Hereinafter, the porous body-derived block of “A” crosslinked for 48 hours is E, and the porous body-derived block of “A” crosslinked for 48 hours is F. That is, E and F are small temperature difference blocks made from a freezing process and a porous body with small temperature difference. In addition, since the difference in crosslinking time does not affect the performance in the evaluation of the present invention, the one that has been crosslinked for 48 hours is used as a representative here.

[比較例2] 差温の大きい凍結工程・多孔質体からの差温大ブロックの作製(多孔質体の粉砕と架橋)
比較例1(差温測定は実施例2)で得られた「エ」、「オ」、「カ」のCBE3多孔質体をニューパワーミル(大阪ケミカル、ニューパワーミルPM−2005)で粉砕した。粉砕は、最大回転数で1分間×5回、計5分間の粉砕で行った。得られた粉砕物について、ステンレス製ふるいでサイズ分けし、25〜53μm、53〜106μm、106μm〜180μmの未架橋ブロックを得た。その後、減圧下160℃で熱架橋(架橋時間は24時間、48時間を実施した)を施して、試料CBE3ブロックを得た。以下、48時間架橋を施した「エ」の多孔質体由来ブロックをA、48時間架橋を施した「オ」の多孔質体由来ブロックをB、48時間架橋を施した「カ」の多孔質体由来ブロックをCと呼称する。つまり、A,B,Cが差温の大きい凍結工程・多孔質体から作られた差温大ブロックである。尚、架橋時間の違いは本願の評価においては性能に影響が見られない為、ここでは48時間架橋したものを代表として使用している。
Comparative Example 2 Preparation of a large block of differential temperature from a porous body and a freezing step having a large differential temperature (pulverization and crosslinking of the porous body)
The CBE3 porous bodies of "D", "O" and "K" obtained in Comparative Example 1 (differential temperature measurement in Example 2) were crushed by New Power Mill (Osaka Chemical, New Power Mill PM-2005) . The grinding was carried out at a maximum rotation speed for 1 minute x 5 times for a total of 5 minutes. The obtained pulverized material was sized with a stainless steel sieve to obtain 25 to 53 μm, 53 to 106 μm, and 106 μm to 180 μm uncrosslinked blocks. Then, thermal crosslinking was performed at 160 ° C. under reduced pressure (the crosslinking time was 24 hours and 48 hours) to obtain a sample CBE3 block. Thereafter, the porous body-derived block of "D" crosslinked for 48 hours is A, the porous body-derived block of "O" crosslinked for 48 hours B, porous for "K" crosslinked for 48 hours The body-derived block is called C. That is, A, B, and C are large-differential-temperature blocks made from a freezing process and a porous body having a large differential temperature. In addition, since the difference in crosslinking time does not affect the performance in the evaluation of the present invention, the one that has been crosslinked for 48 hours is used as a representative here.

[実施例6] 差温小ブロックを用いたモザイク細胞塊の作製(hMSC)
ヒト骨髄由来間葉系幹細胞(hMSC)を増殖培地(タカラバイオ:MSCGM BulletKitTM)にて10万cells/mLに調整し、実施例5で作製したCBE3ブロック53−106μmを0.1mg/mLとなるように加えた後、200μLをスミロンセルタイトX96Uプレート(住友ベークライト、底がU字型)に播種し、卓上プレート遠心機で遠心(600g、5分)し、24時間静置し、直径1mmの球状の、CBE3ブロックとhMSC細胞からなるモザイク細胞塊を作製した(細胞1個当たり0.001μgのブロック)。なお、U字型のプレート中で作製したため、本モザイク細胞塊は球状であった。また、これはE、Fいずれのブロックでも上記と同様に作成できた。
[Example 6] Preparation of mosaic cell mass using small temperature difference block (hMSC)
Human bone marrow-derived mesenchymal stem cells (hMSC) growth medium (Takara Bio: MSCGM BulletKit TM) at was adjusted to 100,000 cells / mL, the CBE3 block 53-106μm prepared in Example 5 and 0.1 mg / mL After adding 200 μL, solubilize 200 μL on a Sumilon cellite X 96 U plate (Sumitomo Bakelite, U-shaped bottom), centrifuge (600 g, 5 minutes) in a table-top plate centrifuge, and allow to stand for 24 hours. A mosaic cell mass consisting of spherical, CBE3 blocks and hMSC cells was prepared (0.001 μg block per cell). In addition, since it produced in the U-shaped plate, this mosaic cell mass was spherical. Also, this could be created in the same manner as above for either E or F block.

[比較例3] 差温大ブロックを用いたモザイク細胞塊の作製(hMSC)
ヒト骨髄由来間葉系幹細胞(hMSC)を増殖培地(タカラバイオ:MSCGM BulletKitTM)にて10万cells/mLに調整し、比較例2で作製したCBE3ブロック53−106μmを0.1mg/mLとなるように加えた後、200μLをスミロンセルタイトX96Uプレート(住友ベークライト、底がU字型)に播種し、卓上プレート遠心機で遠心(600g、5分)し、24時間静置し、直径1mmの球状の、CBE3ブロックとhMSC細胞からなるモザイク細胞塊を作製した(細胞1個当たり0.001μgのブロック)。なお、U字型のプレート中で作製したため、本モザイク細胞塊は、球状であった。また、これはA,B,Cいずれのブロックでも上記と同様に作成できた。
Comparative Example 3 Preparation of Mosaic Cell Mass Using Differential Warm Large Block (hMSC)
Human bone marrow-derived mesenchymal stem cells (hMSC) growth medium (Takara Bio: MSCGM BulletKit TM) at was adjusted to 100,000 cells / mL, the CBE3 block 53-106μm prepared in Comparative Example 2 and 0.1 mg / mL After adding 200 μL, solubilize 200 μL on a Sumilon cellite X 96 U plate (Sumitomo Bakelite, U-shaped bottom), centrifuge (600 g, 5 minutes) in a table-top plate centrifuge, and allow to stand for 24 hours. A mosaic cell mass consisting of spherical, CBE3 blocks and hMSC cells was prepared (0.001 μg block per cell). In addition, since it produced in the U-shaped plate, this mosaic cell mass was spherical. Also, this could be created in the same manner as above for any of A, B and C blocks.

[実施例7] 差温小ブロックを用いたモザイク細胞塊の作製(hMSC+hECFC)
ヒト血管内皮前駆細胞(hECFC)を増殖培地(Lonza:EGM−2+ECFC serum supplement)にて10万cells/mLに調整し、実施例5で作製したCBE3ブロック53−106μmを0.05mg/mLとなるように加えた後、200μLをスミロンセルタイトX96Uプレートに播種し、卓上プレート遠心機で遠心(600g、5分)し、24時間静置し、扁平状の、ECFCとCBE3ブロックからなるモザイク細胞塊を作製した。その後、培地を除去し、ヒト骨髄由来間葉系幹細胞(hMSC)を増殖培地(タカラバイオ:MSCGM BulletKitTM)にて10万cells/mLに調整し、実施例5で作製したCBE3ブロック53−106μmを0.1mg/mLとなるように加えた後、hECFCモザイク細胞塊がある200μLをスミロンセルタイトX96Uプレートに播種し、卓上プレート遠心機で遠心(600g、5分)し、24時間静置し、直径1mmの球状の、hMSCとhECFCとCBE3ブロックからなるモザイク細胞塊を作製した。また、これはE、Fいずれのブロックでも上記と同様に作成できた。
[Example 7] Preparation of mosaic cell mass using small temperature difference block (hMSC + hECFC)
Human vascular endothelial progenitor cells (hECFC) are adjusted to 100,000 cells / mL in growth medium (Lonza: EGM-2 + ECFC serum supplement), and the CBE3 block 53-106 μm prepared in Example 5 is 0.05 mg / mL. After adding 200 μL to Sumilongertite X96U plate, centrifuge (600 g, 5 minutes) in a table-top plate centrifuge, and stand for 24 hours, and flat, mosaic cell block consisting of ECFC and CBE3 block Was produced. Thereafter, the medium was removed, human bone marrow-derived mesenchymal stem cells (hMSC) growth medium (Takara Bio: MSCGM BulletKit TM) at was adjusted to 100,000 cells / mL, CBE3 block prepared in Example 5 53-106Myuemu Was added to a concentration of 0.1 mg / mL, and then 200 μL of hECFC mosaic cell mass was seeded on a Sumilongertite X96U plate, centrifuged (600 g, 5 minutes) using a table-top plate centrifuge, and allowed to stand for 24 hours. A 1 mm diameter spherical cell mass consisting of hMSC, hECFC and CBE3 blocks was prepared. Also, this could be created in the same manner as above for either E or F block.

[比較例4] 差温大ブロックを用いたモザイク細胞塊の作製(hMSC+hECFC)
ヒト血管内皮前駆細胞(hECFC)を増殖培地(Lonza:EGM−2+ECFC serum supplement)にて10万cells/mLに調整し、比較例2で作製したCBE3ブロック53−106μmを0.05mg/mLとなるように加えた後、200μLをスミロンセルタイトX96Uプレートに播種し、卓上プレート遠心機で遠心(600g、5分)し、24時間静置し、扁平状の、ECFCとCBE3ブロックからなるモザイク細胞塊を作製した。その後、培地を除去し、ヒト骨髄由来間葉系幹細胞(hMSC)を増殖培地(タカラバイオ:MSCGM BulletKitTM)にて10万cells/mLに調整し、比較例2で作製したCBE3ブロック53−106μmを0.1mg/mLとなるように加えた後、hECFCモザイク細胞塊がある200μLをスミロンセルタイトX96Uプレートに播種し、卓上プレート遠心機で遠心(600g、5分)し、24時間静置し、直径1mmの球状の、hMSCとhECFCとCBE3ブロックからなるモザイク細胞塊を作製した。また、これはA,B,Cいずれのブロックでも上記と同様に作成できた。
Comparative Example 4 Preparation of Mosaic Cell Mass Using Differential Warm Large Block (hMSC + hECFC)
Human vascular endothelial precursor cells (hECFC) are adjusted to 100,000 cells / mL in growth medium (Lonza: EGM-2 + ECFC serum supplement), and the CBE3 block 53-106 μm prepared in Comparative Example 2 is 0.05 mg / mL. After adding 200 μL to Sumilongertite X96U plate, centrifuge (600 g, 5 minutes) in a table-top plate centrifuge, and stand for 24 hours, and flat, mosaic cell block consisting of ECFC and CBE3 block Was produced. Thereafter, the medium was removed, human bone marrow-derived mesenchymal stem cells (hMSC) growth medium (Takara Bio: MSCGM BulletKit TM) at was adjusted to 100,000 cells / mL, CBE3 block 53-106μm prepared in Comparative Example 2 Was added to a concentration of 0.1 mg / mL, and then 200 μL of hECFC mosaic cell mass was seeded on a Sumilongertite X96U plate, centrifuged (600 g, 5 minutes) using a table-top plate centrifuge, and allowed to stand for 24 hours. A 1 mm diameter spherical cell mass consisting of hMSC, hECFC and CBE3 blocks was prepared. Also, this could be created in the same manner as above for any of A, B and C blocks.

[実施例8] 差温小ブロックを用いたモザイク細胞塊(hMSC)の融合
実施例6で作製した2日目のモザイク細胞塊(本発明のCBE3ブロックを使用)5個をスミロンセルタイトX96Uプレート中で並べ、24時間培養を行った。その結果、モザイク細胞塊同士の間を、外周部に配された細胞が結合させることで、モザイク細胞塊が自然に融合することが明らかになった。また、これはE、Fいずれのブロックでも上記と同様に作成できた。
[Example 8] Fusion of mosaic cell mass (hMSC) using a small temperature differential block On the second day of the mosaic cell mass prepared in Example 6 (using the CBE 3 block of the present invention), 5 pieces of Sumilongertite X96U plate Arranged in, and cultured for 24 hours. As a result, it was revealed that the mosaic cell clusters are naturally fused by the cells arranged at the outer peripheral part being connected between the mosaic cell clusters. Also, this could be created in the same manner as above for either E or F block.

[実施例9] 差温小ブロックを用いたモザイク細胞塊(hMSC+hECFC)の融合
実施例7で作製した2日目のモザイク細胞塊(本発明のCBE3ブロックを使用)5個をスミロンセルタイトX96Uプレート中で並べ、24時間培養を行った。その結果、モザイク細胞塊同士の間を、外周部に配された細胞が結合させることで、モザイク細胞塊が自然に融合することが明らかになった。また、これはE、Fいずれのブロックでも上記と同様に作成できた。
[Example 9] Fusion of mosaic cell mass (hMSC + hECFC) using a small temperature differential block [0172] Five day 2 mosaic cell mass (using the CBE 3 block of the present invention) prepared in Example 7 were treated with a Sumilongertite X96U plate Arranged in, and cultured for 24 hours. As a result, it was revealed that the mosaic cell clusters are naturally fused by the cells arranged at the outer peripheral part being connected between the mosaic cell clusters. Also, this could be created in the same manner as above for either E or F block.

[比較例5] 差温大ブロックを用いたモザイク細胞塊(hMSC)の融合
比較例3で作製した2日目のモザイク細胞塊(比較用のCBE3ブロック由来)5個をスミロンセルタイトX96Uプレート中で並べ、24時間培養を行った。その結果、モザイク細胞塊同士の間を、外周部に配された細胞が結合させることで、モザイク細胞塊が自然に融合することが明らかになった。また、これはA,B,Cいずれのブロックでも上記と同様に作成できた。
[Comparative Example 5] Fusion of mosaic cell mass (hMSC) using a large temperature difference block Two day-old mosaic cell mass (derived from CBE 3 block for comparison) prepared in Comparative Example 3 in a Sumilongertite X96U plate Then, the cells were cultured for 24 hours. As a result, it was revealed that the mosaic cell clusters are naturally fused by the cells arranged at the outer peripheral part being connected between the mosaic cell clusters. Also, this could be created in the same manner as above for any of A, B and C blocks.

[比較例6] 差温大ブロックを用いたモザイク細胞塊(hMSC+hECFC)の融合
比較例4で作製した2日目のモザイク細胞塊(比較用のCBE3ブロック由来)5個をスミロンセルタイトX96Uプレート中で並べ、24時間培養を行った。その結果、モザイク細胞塊同士の間を、外周部に配された細胞が結合させることで、モザイク細胞塊が自然に融合することが明らかになった。また、これはA,B,Cいずれのブロックでも上記と同様に作成できた。
Comparative Example 6 Fusion of Mosaic Cell Mass (hMSC + hECFC) Using Differential Warm Large Block Five days from the second-day mosaic cell mass (derived from CBE3 block for comparison) prepared in Comparative Example 4 in a Sumilongertite X96U plate Then, the cells were cultured for 24 hours. As a result, it was revealed that the mosaic cell clusters are naturally fused by the cells arranged at the outer peripheral part being connected between the mosaic cell clusters. Also, this could be created in the same manner as above for any of A, B and C blocks.

[実施例10] CBE3ブロックを用いたモザイク細胞塊の移植
マウスはNOD/SCID(チャールズリバー)のオス、4〜6週齢のものを用いた。麻酔下でマウス腹部の体毛を除去し、上腹部の皮下に切れ込みを入れ、切れ込みからはさみを差し込み、皮膚を筋肉からはがした後、実施例8、実施例9、比較例5、及び比較例6で作成したhMSCモザイク細胞塊およびhMSC+hECFCモザイク細胞塊をピンセットですくい、切れ込みから1.5cmほど下腹部寄りの皮下に移植し、皮膚の切れ込み部を縫合した。
[Example 10] Transplantation of mosaic cell mass using CBE3 block A mouse was a NOD / SCID (Charles River) male, 4 to 6 weeks old. Under anesthesia, the hair of the mouse abdomen is removed, a cut is made in the upper abdomen subcutaneously, scissors are inserted from the cut, and after the skin is peeled off from the muscle, Example 8, Example 9, Comparative Example 5, and Comparative Example The hMSC mosaic clumps prepared in 6 and hMSC + hECFC mosaic clumps were scooped with tweezers, and transplanted subcutaneously about 1.5 cm from the incision to the lower abdomen, and the incision of the skin was sutured.

[実施例11] CBE3ブロックを用いたモザイク細胞塊の採取
解剖は移植から2週後に行った。腹部の皮膚をはがし、モザイク細胞塊が付着した皮膚を、約1平方cmの正方形の大きさに切り取った。モザイク細胞塊が腹部の筋肉にも付着している場合は、筋肉と共に採取した。
Example 11 Collection of Mosaic Cell Mass Using CBE3 Block Dissection was performed 2 weeks after transplantation. The skin of the abdomen was removed, and the skin with the mosaic cell mass attached was cut into a square size of about 1 square cm. If the mosaic clumps were also attached to abdominal muscles, they were collected along with the muscles.

[実施例12] 標本解析
モザイク細胞塊が付着した皮膚片および、移植前のモザイク細胞塊について組織切片を作製した。皮膚を4質量%パラホルムアルデヒドに浸漬し、ホルマリン固定を行った。その後、パラフィンで包埋し、モザイク細胞塊を含む皮膚の組織切片を作製した。切片はHE染色(ヘマトキシリン・エオシン染色)を行った。
[Example 12] Specimen analysis Tissue sections were prepared for skin fragments to which mosaic cell masses were attached and mosaic cell masses before transplantation. The skin was immersed in 4% by mass paraformaldehyde and formalin fixation was performed. Thereafter, they were embedded in paraffin, and tissue sections of the skin containing mosaic cell masses were prepared. The sections were subjected to HE staining (hematoxylin and eosin staining).

実施例10で移植したモザイク細胞塊の2週間後のHE標本を図13〜17に示す。それぞれのパターンのモザイク細胞塊について、3個体の拡大像を示しており、矢印は血管を指している。AおよびBのhMSCモザイク細胞塊は、6個体あるが、そのうちの3個体について示している。細胞数は、画像中の全生細胞数であり、血管の数はそれぞれの画像中にある血管の本数を面積あたりに換算した値である。CV値は、それぞれのブロックを用いたモザイク細胞塊3個体または6個体の標準偏差を平均値で割ったときの割合であり、数値が大きいほど個体間のばらつきが大きいことを示している。また、それらの結果のまとめを以下の表1〜表4に示す。   The HE specimens two weeks after the mosaic cell mass transplanted in Example 10 are shown in FIGS. The magnified image of 3 individuals is shown for mosaic cell clusters of each pattern, and the arrows point to blood vessels. The hMSC mosaic clumps of A and B are shown for 3 individuals, of which there are 6 individuals. The number of cells is the total number of living cells in the image, and the number of blood vessels is a value obtained by converting the number of blood vessels in each image into an area. The CV value is the ratio of the standard deviation of three or six mosaic cell clusters using each block divided by the average value, and indicates that the larger the numerical value, the greater the variation among individuals. Moreover, the summary of those results is shown in the following Tables 1-4.

それぞれのブロックを用いたhMSCモザイク細胞塊での結果は以下のようになった。
図13ではAおよびBの差温大ブロックを用いたhMSCモザイク細胞塊での結果を示している。Aの差温大ブロックでは、平均細胞数は122cells、平均血管数は12本/mmであり、それぞれのCV値は、59%と137%であった。Bの差温大ブロックでは、平均細胞数は119cells、平均血管数は10本/mmであり、それぞれのCV値は、31%と155%であった。切片像からも、モザイク細胞塊どうしでばらつきがあることが伺える。
The results with hMSC mosaic cell mass using each block are as follows.
FIG. 13 shows the results of hMSC mosaic cell mass using A and B large temperature differential blocks. In the large temperature differential block A, the average cell number was 122 cells and the average number of blood vessels was 12 / mm 2 , and the CV values of the respective cells were 59% and 137%. The B cells had a mean cell number of 119 cells and a mean number of blood vessels of 10 cells / mm 2 , and their CV values were 31% and 155%, respectively. From the section images, it can be seen that there is variation among mosaic cell masses.

図14では、Cの差温大ブロックを用いたhMSCモザイク細胞塊での結果を示している。Cの差温大ブロックでは、平均細胞数は122cells、平均血管数は17本/mmであり、それぞれのCV値は、32%と125%であった。こちらも、切片像からも、モザイク細胞塊どうしでばらつきがあることが伺える。 FIG. 14 shows the results of hMSC mosaic cell mass using a C large differential heat block. In the C large differential heat block, the average number of cells was 122 cells, the average number of blood vessels was 17 / mm 2 , and the CV value of each was 32% and 125%. Also from the section images, it can be seen that there is a variation between mosaic cell masses.

図15では、EおよびFの差温小ブロックを用いたhMSCモザイク細胞塊での結果を示している。Eの差温大ブロックでは、平均細胞数は256cells、平均血管数は58本/mmであり、それぞれのCV値は、7%と10%であった。Fの差温大ブロックでは、平均細胞数は194cells、平均血管数は54本/mmであり、それぞれのCV値は、21%と89%であった。切片像からも、モザイク細胞塊どうしでばらつきが少ないことが分かる。 FIG. 15 shows the results with hMSC mosaic cell mass using E and F differential temperature small blocks. In the large temperature differential block E, the average cell number was 256 cells, the average number of blood vessels was 58 / mm 2 , and the CV value of each was 7% and 10%. In the F block, the average number of cells was 194 cells, the average number of blood vessels was 54 / mm 2 , and the CV values were 21% and 89%, respectively. Also from the section image, it can be seen that there is little variation among the mosaic cell masses.

それぞれのブロックを用いたhMSC+hECFCモザイク細胞塊での結果は以下のようになった。
図16では、AおよびBの差温大ブロックを用いたhMSC+hECFCモザイク細胞塊での結果を示している。Aの差温大ブロックでは、平均細胞数は84cells、平均血管数は34本/mmであり、それぞれのCV値は、70%と173%であった。Bの差温大ブロックでは、平均細胞数は158cells、平均血管数は51本/mmであり、それぞれのCV値は、39%と87%であった切片像からも、モザイク細胞塊どうしでばらつきがあることが伺える。
The results with hMSC + hECFC mosaic cell mass using each block are as follows.
FIG. 16 shows the results with hMSC + hECFC mosaic cell mass using A and B large temperature differential blocks. In the A large differential heat block, the average number of cells was 84 cells, the average number of blood vessels was 34 / mm 2 , and the CV values were 70% and 173%, respectively. In the B block, the average cell number is 158 cells, the average number of blood vessels is 51 / mm 2 , and the CV values are 39% and 87%, respectively. It can be seen that there is variation.

図17では、EおよびFの差温小ブロックを用いたhMSC+hECFCモザイク細胞塊での結果を示している。Eの差温大ブロックでは、平均細胞数は202cells、平均血管数は122本/mmであり、それぞれのCV値は、29%と17%であった。Fの差温大ブロックでは、平均細胞数は171cells、平均血管数は109本/mmであり、それぞれのCV値は、29%と29%であった。切片像からも、モザイク細胞塊どうしでばらつきがないことが分かる。 FIG. 17 shows the results with hMSC + hECFC mosaic cell mass using E and F differential temperature small blocks. In the large temperature differential block E, the average cell number was 202 cells, the average number of blood vessels was 122 / mm 2 , and the CV value of each was 29% and 17%. In the F block, the average number of cells was 171 cells, the average number of blood vessels was 109 / mm 2 , and the CV values were 29% and 29%, respectively. Also from the section images, it can be seen that there is no variation among the mosaic cell masses.

全体としては、表1〜表4でまとめたとおりであるが、差温大ブロックを用いた場合では、モザイク細胞塊間の個体差が大きく、ばらついていることが分かる。平均細胞数および平均血管数についても、差温大ブロックの種類の違いで大きな差はないことが分かる。
一方、差温小ブロックを用いた場合では、モザイク細胞塊間の個体差が小さく、ばらつきが少ないことが分かる。平均細胞数および平均血管数についても、差温大ブロックよりも大幅に高い値を示しており、差温小ブロックの方が、血管を形成しやすく、多くの細胞を生存させられると言える。これらは、実施例4で示されたように、差温の小さい凍結工程で得られた多孔質体は構造が均一であったがゆえに、その多孔質体から作られた差温小ブロックでは、生体内での性能にばらつきが少なくなったと考えられる。さらには、予想もしていなかったことに、そのことが血管の形成能力、細胞の生存能力にも寄与することが分かった。また、移植細胞の性能を発揮する上では、血管の形成能力と移植細胞の生存能力は、ともに高めることが非常に重要であり、この二つをともに向上させられるという点で、本発明の多孔質体は高い効果を発揮していた。
Although it is as having put together in Table 1-Table 4 as a whole, in the case of using a large temperature control block, it turns out that the individual difference between mosaic cell masses is large and it is scattered. It can be seen that the average cell number and the average number of blood vessels are not significantly different depending on the type of the large temperature differential block.
On the other hand, in the case of using the small temperature differential block, it is understood that the individual difference between mosaic cell masses is small and the variation is small. The average cell number and the average number of blood vessels also show significantly higher values than the large temperature differential block, and it can be said that the small temperature differential block is more likely to form blood vessels and allows many cells to survive. As shown in Example 4, since the porous body obtained in the freezing step with small temperature difference was uniform in structure as shown in Example 4, in the small temperature difference block made from the porous body, It is considered that the variation in in vivo performance is reduced. Furthermore, it was also unexpectedly found that it also contributes to the ability to form blood vessels and the viability of cells. In addition, in order to exert the performance of the transplanted cells, it is very important to enhance both the ability to form blood vessels and the viability of the transplanted cells. The quality body was showing high effect.

[実施例13]hMSC+hECFCモザイク細胞塊中のECFCの割合と濃度の算出
実施例7の内、代表的なEを用いたモザイク細胞塊は、切片をhECFC染色用にCD31抗体(EPT Anti CD31/PECAM-1)にDAB発色を用いたキット(ダコLSAB2キット ユニバーサル K0673 ダコLSAB2キット/HRP(DAB) ウサギ・マウス一次抗体両用)による免疫染色を行った。画像処理ソフトImageJ、CD31抗体による染色方法を使用し、中心部のhECFC(血管系の細胞)の面積の割合を求めた。なお、ここでいう「中心部」とは前記定義したものである。
[Example 13] Calculation of proportion and concentration of ECFC in hMSC + hECFC mosaic cell mass The mosaic cell mass using representative E among Example 7 is sectioned for hECFC staining with CD31 antibody (EPT Anti CD31 / PECAM 1) Immunostaining with a kit using DAB coloring (Dako LSAB2 kit universal K0673 DAKO LSAB2 kit / HRP (DAB) rabbit / mouse primary antibody both). Using the image processing software ImageJ and a staining method with a CD31 antibody, the ratio of the area of hECFC (cells of the vascular system) in the central part was determined. In addition, the "central part" said here is what was defined above.

その結果、実施例7の代表的なEのモザイク細胞塊の中心部のhECFC(血管系の細胞)の面積の割合は98%であった。さらに実施例7の代表的なEモザイク細胞塊について、上記のCD31抗体による染色と、HE染色(ヘマトキシリン・エオシン染色)を重ね合わせることで、中心部に存在するhECFCの細胞密度を算出した。中心部の血管系の細胞密度は、実際に薄切標本の細胞数を数え、細胞数を体積で割って求めることができる。まず、Photoshopを用いて、上記2枚の画像を重ね合わせ、CD31抗体による染色と重なったHE染色の細胞核の数をカウントして細胞数を算出した。一方、体積は、ImageJを用いて中心部の面積を求め、その薄切標本の厚みの2μmをかけることで求められた。その結果、実施例7の代表的なEモザイク細胞塊の中心部のhECFC(血管系の細胞)の細胞数は2.3×10-4cells/μm3であった。 As a result, the percentage of the area of hECFC (the cells of the vascular system) in the central part of the mosaic cell mass of representative E of Example 7 was 98%. Furthermore, the cell density of hECFC present in the central part was calculated by superimposing the staining with the above-described CD31 antibody and HE staining (hematoxylin and eosin staining) for the representative E mosaic cell mass of Example 7. The cell density of the central vasculature can be determined by actually counting the number of cells of the sliced specimen and dividing the number of cells by volume. First, using Photoshop, the above two images were superimposed, and the number of HE stained cell nuclei overlapped with the staining with the CD31 antibody was counted to calculate the number of cells. On the other hand, the volume was determined by calculating the area of the central part using ImageJ and multiplying 2 μm of the thickness of the sliced sample. As a result, the cell number of hECFC (cells of the vascular system) in the central part of the representative E mosaic cell mass of Example 7 was 2.3 × 10 −4 cells / μm 3 .

Claims (23)

生体親和性高分子多孔質体の断面構造の画像の1.5mm平方視野に対して2次元フーリエ変換を施すことにより得られる2次元フーリエ変換画像に対して、2次元フーリエ変換画像のy軸下端から、画像ピクセルサイズの10分の1ピクセル幅について、x軸座標辺りの輝度値を平均してy軸にプロットしたラインプロファイルを作成した場合に、ラインプロファイル上のxが最大値の半分のところにピークが存在しない、生体親和性高分子多孔質体であって、10μm以上500μm以下の空孔を有する生体親和性高分子多孔質体The y-axis lower end of the two-dimensional Fourier transform image of the two-dimensional Fourier transform image obtained by applying the two-dimensional Fourier transform to the 1.5 mm square field of view of the cross-sectional structure of the biocompatible polymer porous body From the above, when the line profile is created by averaging the luminance values around the x-axis coordinates and creating a line profile plotted on the y-axis with a width of 1/10 of the image pixel size, x on the line profile is half of the maximum value It is a bioaffinitive polymeric porous body which does not have a peak in (a), Comprising: The bioaffinitive polymeric porous body which has a void | hole of 10 micrometers or more and 500 micrometers or less . ラインプロファイルのベースのバラつき値をσとした場合、2次元フーリエ変換画像のラインプロファイル上のxが最大値の半分のところに、2.0σ以上のピークが検出されない場合を、ピークが存在しないとする、請求項1に記載の生体親和性高分子多孔質体。 Assuming that the variance of the base of the line profile is σ, there is no peak when a peak of 2.0 σ or more is not detected at half of the maximum value of x on the line profile of the two-dimensional Fourier transform image. The biocompatible polymer porous body according to claim 1. 生体親和性高分子が、ゼラチン、コラーゲン、エラスチン、フィブロネクチン、プロネクチン、ラミニン、テネイシン、フィブリン、フィブロイン、エンタクチン、トロンボスポンジン、レトロネクチン、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、乳酸・グリコール酸コポリマー、ヒアルロン酸、グリコサミノグリカン、プロテオグリカン、コンドロイチン、セルロース、アガロース、カルボキシメチルセルロース、キチン、又はキトサンである、請求項1又は2に記載の生体親和性高分子多孔質体。 Biocompatible polymers are gelatin, collagen, elastin, fibronectin, pronectin, laminin, tenascin, fibrin, fibroin, entactin, thrombospondin, retronectin, polylactic acid, polyglycolic acid, lactic acid / glycolic acid copolymer, hyaluronic acid, glycoic acid The biocompatible polymer porous body according to claim 1 or 2, which is a Saminoglycan, proteoglycan, chondroitin, cellulose, agarose, carboxymethylcellulose, chitin or chitosan. 生体親和性高分子が、リコンビナントゼラチンである、請求項1から3の何れか一項に記載の生体親和性高分子多孔質体。 The biocompatible polymer porous body according to any one of claims 1 to 3, wherein the biocompatible polymer is a recombinant gelatin. リコンビナントゼラチンが、
式:A−[(Gly−X−Y)n]m−B
(式中、Aは任意のアミノ酸又はアミノ酸配列を示し、Bは任意のアミノ酸又はアミノ酸配列を示し、n個のXはそれぞれ独立にアミノ酸の何れかを示し、n個のYはそれぞれ独立にアミノ酸の何れかを示し、nは3〜100の整数を示し、mは2〜10の整数を示す。なお、n個のGly-X-Yはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。)で示される、請求項4に記載の生体親和性高分子多孔質体。
Recombinant gelatin is
Formula: A-[(Gly-X-Y) n] m-B
(Wherein, A represents any amino acid or amino acid sequence, B represents any amino acid or amino acid sequence, n Xs each independently represent any one of amino acids, n Ys each independently represent an amino acid) And n represents an integer of 3 to 100, and m represents an integer of 2 to 10. The n Gly-XYs may be the same or different. The biocompatible polymer porous body according to Item 4.
リコンビナントゼラチンが、
(a)配列番号1に記載のアミノ酸配列を有するタンパク質;
(b)配列番号1に記載のアミノ酸配列において1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列を有し、かつ生体親和性を有するタンパク質;又は
(c)配列番号1に記載のアミノ酸配列と80%以上の相同性を有するアミノ酸配列を有し、かつ生体親和性を有するタンパク質;
の何れかである、請求項4に記載の生体親和性高分子多孔質体。
Recombinant gelatin is
(A) a protein having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1;
(B) a protein having an amino acid sequence in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 and having biocompatibility; or (c) described in SEQ ID NO: 1 A protein having an amino acid sequence having 80% or more homology with the amino acid sequence of
The biocompatible polymer porous body according to claim 4, which is any one of the above.
リコンビナントゼラチンが、配列番号1に記載のアミノ酸配列と90%以上の相同性を有するアミノ酸配列を有し、かつ生体親和性を有するタンパク質である、請求項4に記載の生体親和性高分子多孔質体。 The bioaffinity macroporous material according to claim 4, wherein the recombinant gelatin is a protein having an amino acid sequence having 90% or more homology with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 and having biocompatibility. body. リコンビナントゼラチンが、配列番号1に記載のアミノ酸配列と95%以上の相同性を有するアミノ酸配列を有し、かつ生体親和性を有するタンパク質である、請求項4に記載の生体親和性高分子多孔質体。 The bioaffinity macroporous material according to claim 4, wherein the recombinant gelatin is a protein having an amino acid sequence having 95% or more homology with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 and having biocompatibility. body. 多孔質体中の生体親和性高分子が熱、紫外線または酵素により架橋されている、請求項1から8の何れか一項に記載の生体親和性高分子多孔質体。 The biocompatible polymer porous body according to any one of claims 1 to 8, wherein the biocompatible polymer in the porous body is crosslinked by heat, ultraviolet light or an enzyme. 請求項1から9の何れか一項に記載の生体親和性高分子多孔質体を粉砕することにより得られる生体親和性高分子ブロック。 A biocompatible polymer block obtained by grinding the biocompatible polymer porous body according to any one of claims 1 to 9. 請求項10に記載の生体親和性高分子ブロックと、少なくとも一種類の細胞とを含み、複数個の細胞間の隙間に複数個の生体親和性高分子ブロックが配置されている、細胞構造体。 A cell structure comprising the biocompatibility polymer block according to claim 10 and at least one type of cell, wherein a plurality of biocompatibility polymer blocks are arranged in a gap between a plurality of cells. 生体親和性高分子ブロック一つの大きさが20μm以上200μm以下である、請求項11に記載の細胞構造体。 The cell structure according to claim 11, wherein a size of one biocompatible polymer block is 20 μm or more and 200 μm or less. 生体親和性高分子ブロック一つの大きさが50μm以上120μm以下である、請求項11又は12に記載の細胞構造体。 The cell structure according to claim 11 or 12, wherein the size of one biocompatible polymer block is 50 μm or more and 120 μm or less. 厚さ又は直径が400μm以上3cm以下である、請求項11から13の何れか一項に記載の細胞構造体。 The cell structure according to any one of claims 11 to 13, which has a thickness or a diameter of 400 μm to 3 cm. 細胞1個当り0.0000001μg以上1μg以下の生体親和性高分子ブロックを含む、請求項11から14の何れか一項に記載の細胞構造体。 The cell structure according to any one of claims 11 to 14, which contains 0.0000001 μg or more and 1 μg or less of a biocompatible polymer block per cell. 血管新生因子を含む、請求項11から15の何れか一項に記載の細胞構造体。 The cell structure according to any one of claims 11 to 15, comprising an angiogenic factor. 細胞が、万能細胞、体性幹細胞、前駆細胞および成熟細胞からなる群から選択される細胞である、請求項11から16の何れか一項に記載の細胞構造体。 The cell structure according to any one of claims 11 to 16, wherein the cell is a cell selected from the group consisting of a pluripotent cell, a somatic stem cell, a precursor cell and a mature cell. 細胞が、非血管系の細胞のみである、請求項11から17の何れか一項に記載の細胞構造体。 The cell structure according to any one of claims 11 to 17, wherein the cells are only non-vascular cells. 細胞が、非血管系の細胞および血管系の細胞の両方を含む、請求項11から17の何れか一項に記載の細胞構造体。 18. A cell structure according to any one of claims 11 to 17, wherein the cells comprise both non-vascular and vascular cells. 細胞構造体において、中心部の血管系の細胞の面積が、周辺部の血管系の細胞の面積より多い領域を有する、請求項19に記載の細胞構造体。 20. The cell structure according to claim 19, wherein in the cell structure, the area of cells in the central vasculature has a larger area than the area of cells in the peripheral vasculature. 前記中心部の血管系の細胞の割合が、血管系の細胞の全面積に対し、60%〜100%である領域を有する請求項20に記載の細胞構造体。 21. The cell structure according to claim 20, having a region in which the percentage of cells in the central vasculature is 60% to 100% with respect to the total area of the cells in the vasculature. 細胞構造体の、中心部の血管系の細胞密度が、1.0×10−4cells/μm以上である領域を有する、請求項19から21の何れか一項の何れか一項に記載の細胞構造体。 The cell structure according to any one of claims 19 to 21, which has a region in which the cell density of the central vasculature is 1.0 × 10 -4 cells / μm 3 or more. Cell structure. 細胞構造体の内部において血管形成されている、請求項19から22の何れか一項に記載の細胞構造体。 The cell structure according to any one of claims 19 to 22, which is vascularized inside the cell structure.
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